JPS6386983A - 高精細テレビ信号処理方法 - 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、現行のテレビジョン放送信号と互換性を持ち
、現行のテレビジョン放送信号に含まれない高精細な輝
度信号や色信号を多重伝送できる高精細テレビ信号処理
方法に関するものである。

従来の技術 我が国の現在のＮＴＳＣ（ナシぢナル　テレビジョン　
システム　コミフテイ　（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅ−１
ｅｖｉｓｉｏｎ　　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｖｓｉｔｔｅｅ
）　）方式によるカラーテレビジョン放送が昭和３５年
に開始されて以来、２５年以上が経過した。その間、高
精細な画面に対する要求と、テレビジョン受信機の性能
向上に伴い、各種の新しいテレビジョン方式が提案され
ている。また、サービスされる番組の内容自体も単なる
スタジオ番組や中継番組などから、シネマサイズの映画
の放送など、より高＠質でｐｔ場感を伴う映像を有する
番組へと変化してきている。

現行放送は、走査線数５２５本、２：１飛越走査、輝度
信号水平帯域幅４．２Ｍ）ＩＺ、アスペクト比４：３と
いう諸仕様（たとえば、文献　放送技術双書　カラーテ
レビジョン　日本放送協会編、日本放送出版協会、１９
６１年、参照）を有しているが、このような背景のもと
て現行放送との両立性および、水平解像度の向上を図っ
たテレビジョン信号構成方法が提案されている。−例を
以下に述べる。ＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号を時間
周波数ｆ１と垂直周波数ｆ２の２次元平面で図示すると
第８図のようになる０急信号Ｃは色副搬送波’ｓｃの位
相関係から第２．第４象限に存在することになる。ここ
で空いている第１．第３象限に輝度信号の高域成分を多
重し、受信側ではフィールド演算により色信号と多重高
域成分を分離し水平解像度を向上させるということを特
徴としている（特開昭５９−１７１３８７号公報参照）
。

次にこの方式の具体的な信号処理方法についてブロック
図にもとすいて説明する。第５図はそのブロック図、第
６図は信号合成方法を説明するための各部の周波数スペ
クトル図、第７図は信号復調方法を説明するための各部
の周波数スペクトル図である。まず広帯域の輝度信号（
Ｑ−６，２Ｍ＋ｌｚ）が１の周波数分離器に入力され広
域成分ＹＨと低域成分ＹＬに分離される０図に示された
英記号は第６図、第７図の英記号に対応する。ここで輝
度信号の低域成分ＹＬは従来のＮＴＳＣ方式の輝度信号
に対応する。一方輝度信号の広域成分ＹＨは周波数変換
器２で低域に変換される。色信号１．Ｑは通常のＮＴＳ
Ｃ方式と同様に、直交変調されて加算器４で輝度信号Ｙ
Ｌおよび低域変換された輝度信号の広域成分と加算され
る。このようにして合成された複合映像信号は第６図の
（ｈｌに示す周波数スペクトルを有し、第８図に示した
ような３次元空間周波数配置になっている。

次にこのように合成して得られた信号を復調するには、
まず第５図にあるＹＣ分離器５により輝度信号ＹＬと色
信号に分離する。ここで多重された高域の輝度信号Ｙ！
！゛　は色信号の方に分離される。６のＹＨ’　、Ｃ’
　分離器はフィールドメモリで構成されＹｌ＋’　とＣ
゛を分離する０急信号Ｃ゛は従来どうり直交復調器８で
復調される。一方ＹＨ’　は周波数変換器７で周波数変
換され元の広域の輝度信号に変換される。最後に加算器
９で輝度信号ＹＬと加算され広帯域の輝度信号を得る。

このように周波数の隙間に高域の輝度信号を多重し水平
の解像度を向上させるのであるが、現行のＮＴＳＣ方式
のテレビ受信機で受像した場合多重した信号が妨害とな
って画面に現れることがある。特に低域の輝度信号にド
ア）妨害となり現れる場合は著しく見辛い画面となる欠
点がある。これは現行の受信機のなかにはＹＣ分離器に
簡単なバンドパスフィルターを用いて狭帯域色復調をし
ているものが多いからである。

もう一つの欠点としては、動画伝送の場合に重畳した信
号と元の色信号が干渉し受信時にうまく分離できないこ
とがある。そのため動画伝送の場合には多重をやめるこ
とが考えられている。これは静止画像と動画像の解像度
の差が目につきやすく違和窓を与える欠点がある。

また、重畳する信号として輝度信号の高域成分だけでな
く、色信号の高域成分を多重することも考えられる。Ｎ
ＴＳＣ方式のテレビジョン信号においては、色信号のう
ちＩ信号は１．　５ＭＩＩｚ、　Ｑ信号は０．５ＭＩＩ
ｚに帯域が制限されていて、受像機において色にじみや
色ずれの原因にもなっている。そこでＮＴＳＣ方式にお
いても、色信号の伝送帯域をひろげ高精細な色信号を伝
送しようという試みもある。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、現行のテレビジョン放送は、信号の帯域
が規格で制限されており、更に何らかの多重情報を付加
することは容易ではなく、前述のように水平解像度を向
上させる方法の提案がなされているが、現行のテレビジ
ョン放送に対する両立性および、動画像時における多重
成分復調特性の劣化という観点からすると問題が残され
ている。

また電波資源の有効利用という点からすると、徒に伝送
帯域を拡張するわけにはいかない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、現行の
テレビジョン方式と両立性があり、規格で定められた帯
域内で高精細な輝度信号と色信号を同時に多重伝送でき
るテレビジョン信号伝送処理方法を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のテレビジョン信号
処理装置は、残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信
号の残留側波帯内および前記残留側波帯振幅変調の搬送
波の周波数に関して前記残留側波帯とは対称な帯域内に
、前記テレビジョン信号の搬送波と同一周波数でかつ位
相が９０度異なる搬送波を、前記テレビジョン信号に含
まれない多重信号で搬送波抑圧両側波帯振幅変調し、受
信機の映像中間周波増幅段の周波数特性とは逆の周波数
特性をもつナイキストフィルタ（逆ナイキストフィルタ
ーと称する）により残留側波帯にしたものを多重するこ
とを特徴とする。また、多重信号は元のテレビジョン信
号の同期信号以外の部分にのみ多重するようにしてもよ
い。

作用 本発明は、上記した方法によって、現行テレビジョン放
送の規格の帯域内で高精細な輝度信号や色信号を多重伝
送可能とするテレビジョン信号を合成することにより、
専用の受信機では従来のテレビジョン放送の映像のみな
らず多重された情報をも得ることができ、さらに現行の
テレビジョン受信機でも従来のテレビジョン放送の映像
を殆ど支障な（受信することができる。また多重信号は
動画伝送時でも静止画伝送時と同様に多重できるので、
常に違和感のない高画質が得られる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図ｔａｌは、本発明の実施例に係る送信側での高精
細テレビ信号合成方法を示すブロック図である。また第
２図は、それに対応した各部所の信号波形を示した説明
図である。また第１図（ｂ）は、本発明の実施例に係る
受信側での高精細テレビ信号復調方法を示すブロック図
である。また第３図は、それに対応した各部所の信号波
形を示した説明図である。

はじめに第１図（ａｌに示す送信側の信号合成方法につ
いて説明する。広帯域（０−５，２ＭＨｚ）の輝度信号
が合成器６で変調色信号と加算される。

ここでは色差信号１．Ｑはそれぞれ１．５Ｍｔｋの広帯
域で変調器ｌおよび２に入力される。変調器１および２
は位相が９０度違う搬送波ｓｉｎωｓｃｔとｃｏｓωｓ
ｃｔで直角２相変調され、それぞれ別の特性をもつバン
ドパスフィルター３と４を通過し、５の加算器で加算さ
れる。加算された信号は第２図ｆｄ＋に示すように、■
信号は２．１から４．　１Ｍ　Ｈｚに、Ｑ信号は３．１
から５．１ＭＨｚに成分をもつ、このようにしてつくら
れた変調色信号は合成器６で輝度信号と加算される。第
２図（ｅｌにその信号スペクトルを示す０次に周波数分
離器７で４．２ＭＨｚ以下の部分と４．２Ｍｌ１ｚ以上
の部分に分離する−　４．２ＭＨｚ以下の部分は通常の
ＮＴＳＣ信号と同様であるａ　４．２ＭＩＩｚ以上の部
分（第２図（「））は４．２Ｍ１ｉｚの信号ｃｏｓωｃ
ｃｔを乗算して周波数変換器８で周波数変換し、０から
１．０ＭＨｚの信号（第２図（ｇ））にする、この周波
数変換のための信号ＣＯ３ωｃａｔは別途、たとえば垂
直帰線期間などに多重伝送する。さらに低域変換された
輝度信号は９の変調器で、そして通常のＮＴＳＣ信号と
互換性のある４、２ＭＨｚ以下の部分は１０の変調器で
、それぞれ映像搬送波ｓｉｎωｖｃｔ　。

ｃｏｓωνａｔで直交変調される。この場合変ＡＩ！ｌ
器９で変調される帯域幅ＩＭＩ（ｚの多重信号は直流成
分をあらかじめ抑圧しておけば第２図（１）に示すよう
に搬送波抑圧変調になって後で示すように都合がよい、
この信号は第２図（１）に図示するような特性の逆ナイ
キストフィルター１）を通過し、一方の主映像信号は第
２図（ｈｌに示すようなＶＳＢフィルター１２を通過し
、１３の合成器で合成され、第２図０１に示すような信
号となる。この合成信号は通常のＮＴＳＣ映像信号を残
留側波帯振幅変調で変調した場合に比較して、約ＩＭＨ
ｚの多重信号（４，２から５．２ＭＩＩｚの輝度信号と
０．５から１．５ＭＨｚのＱ信号）が残留側波帯部分に
重畳された形になっている。また、第１図（ａｌの合成
器１３を制御して元のテレビジョン信号の同期信号以外
の部分だけ多重信号を加算するようにしてもよい、この
場合後で述べるように同期信号を基準として映像搬送波
を再生する方式の映像同期検波器においては、多重信号
の重畳による特性の劣化がな〈従来どうり良好な受信性
能が得られる。

次に本発明の実施例における受信側での高精細テレビ信
号復調方法を、第１図（ｂｌと第３図にもとずき説明す
る。

受信された合成変ｉＩ］信号は第３図１ａ）のようにな
っている、これは第２図（」）と同じである０通常の受
信機ではチューナーの出力がこれにあたる、第１図中）
において入力された合成変調信号はナイキストフィルタ
ー１４とバンドパスフィルター１５に導入される。第１
図（′ｂ）においてこのナイキストフィルターから１６
の復調器、ＹＣ分離器１９の系列は通常のＮＴＳＣ受信
機と同じ構成になっている。このナイキストフィルター
は映像搬送波１）のところで振幅が６ｄＢＸ衰し、映像
搬送波１）に関してほぼ奇対称な振幅特性を有するよう
な特性となっている。一方第２図（１）で示したように
、多重信号を送信側でこのフィルターの周波数特性とは
逆の特性をもつ逆ナイキストフィルターで帯域制限する
ので、第３図（Ｃ）の斜線部分の多重信号成分はほぼ両
側波帯となる０次にこれをベクトル表示すると第４図（
ａｌのようになる。ここで１）は主映像信号の映像搬送
波、１２は多重信号の搬送波（通常抑圧するので点線で
示しである）で１）と同一周波数でかつ位相が９０度異
なる搬送波である。ナイキストフィルターを通過した主
映像信号（第３図（Ｃ））は搬送波１）を中心に考える
と第４図（ｂ）に示すように残留側波帯となっているの
で、上下側波帯はベクトルａ、ｊ、ベクトルａＬとなり
、直交ベクトルに分解するとベクトルａ１．ベクトルａ
２となる。またこの場合多重信号はほぼ両側波帯となっ
ているので、上下側波帯をベクトルｂＩＪ、ベクトルｂ
Ｌとすればそれらの合成ベクトルはｂ２となり、ベクト
ル１）と直交する成分だけとなる。すなわち搬送波１）
で同期検波するとベクトルａＺ、ベクトルｂ２成分によ
る直交ひずみは発生せず、映像同期検波をおこなってい
る現行のテレビジョン受信機に対する多重信号による妨
害は原理的におこらない。

次に本発明の実施例における受信側での多重信号復調方
法について説明する。チューナの出力である映像中間周
波帯の信号を第１図０１）のバンドパスフィルターで帯
域制限する（第３図（ｂｌ）。これをベクトル表示する
と第４図（Ｃ１のようになる。多重信号は搬送波■２を
中心に考えると残留側波帯となっているので、上下側波
帯はベクトルｂ、。

ベクトルｂＬとなり直交ベクトルに分解するとベクトル
ｂ１．ベクトルｂ２となる。また主映像信号はバンドパ
スフィルターによりほぼ両側波帯となるので、上下側波
帯をベクトルａｕ、ベクトルａＬとすればそれらの合成
ベクトルはａｌとなり、ベクトルＩ２と直交する成分だ
けとなる。すなわち搬送波Ｉ２で同期検波するとベクト
ルａ　１．ベクトルｂ１成分による直交ひずみは発生せ
ず、多重信号成分のみを復調することができる。

第１図中）において主映像信号は１６の復調器で、多重
信号は１７の復調器でそれぞれ再生搬送波ｓｉｎωｖａ
ｔ、ｃｏｓωｖａｔで直交同期検波される。

検波された主映像信号はＹＣ分離器１９で輝度信号と搬
送色信号に分離され、さらに直交同期検波２１で色信号
ＩとＱに復調されるが、これは通常のＮＴＳ−Ｃ受信機
と全く同様である。一方検波された多重信号は周波数変
換器１８で第３図ｉｆ）に示すように元の周波数に変換
される。ここで、変換のために必要な信号ｃｏｓωａｃ
ｔはたとえば垂直帰線区間などに多重して別途伝送され
るもので、この場合ＹＣ分離器１９から供給される０周
波数変換された信号は２０のＹＣ分離器で高域の輝度信
号と色信号Ｃ゛に分離され、前者は２２の加算器で、輝
度信号と加算され、後者は２２の色復調器で復調される
（第３図（幻）、この色信号は２４の加算器で狭帯域の
色信号Ｑと加算される（第３図（ト）））、このように
して広帯域の輝度信号Ｙ（第２図０１）、１．５ＭＨｚ
帯域の色信号ｌおよびＱが再生される。

現行の受像機は殆ど映像復調は同期検波方式を採用して
いるが、映像搬送波の再生は完全ではない、すなわち同
期信号部分の映像搬送波の大きい所で位相比較している
が、伝送路の種々の歪などで位相がずれることもある。

また同期信号部分には多重信号を重畳しない方が望まし
い、また一部の受像機で搬送波再生型の検波方式を採用
しているが、この場合は多重信号により検波軸が多少ず
れることもある。その意味ではこの発明のように輝度信
号の高域成分や色信号の高域成分を多重する場合は比較
的直交歪が目につきにくいといえる。

以上述べたように現行の受信機では、映像搬送波■１で
同期検波することにより、多重信号はほぼ打ち消される
ので、多重信号による妨害は殆ど発生しない、また多重
信号復調用の受信機では、前記処理と同様に主映像信号
だけでな（、フィルタリングおよび映像搬送波Ｉ２で同
期検波することにより、多重された高精細な輝度信号と
色信号も直交ひずみなく取り出すことができる。またこ
の発明の方式では、多重信号は主映像信号の映像搬送波
と直行二相変調をしているため、動画伝送時にも静止画
伝送時と同様に伝送が可能である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、残留側波帯振幅変調さ
れたテレビジョン信号の残留側波帯内に前記残留側波帯
振幅変調の搬送波の周波数に関して前記残留側波帯とは
対称な帯域内に、前記テレビジョン信号の高域輝度信号
と高域色信号を同時に重畳させることにより、現行のテ
レビジョン方式の帯域内に高精細な輝度信号と色信号を
多重することができる。そして現行のテレビジョン受信
機で受信した場合も妨害を殆ど与えず両立性がある。ま
た専用の受信機では多重した信号を直交ひずみなく取り
出すことができ、電波資源の有効利用という観点からし
ても非常に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明の一実施例における送信側での高
精細テレビ信号合成方法を示すブロック図、第１図（′
ｂ）は本発明の一実施例における多重信号を復調する受
信側での高精細テレビ信号処理装置のブロック図、第２
図は本発明の一実施例における送信側での各部における
信号のスペクトル図、第３図は本発明の一実施例におけ
る受信側での各部における信号のスペクトル図、第４図
は本発明の多重方法を説明するためのベクトル図、第５
図は従来の高精細テレビ信号伝送ブロック図、第６図は
従来の高精細テレビ信号合成装置の各部の信号波形のス
ペクトル図、第７図は従来の高精細テレビ信号復調装置
の各部の信号波形のスペクトル図、第８図は従来からあ
るＮＴＳＣ方式と互換性のある高精細信号多重方式のテ
レビジョン信号を時間周波数ｆと垂直周波数νの２次元
平面で示したスペクトル図である。 １）・・・・・・逆ナイキストフィルター、１２・・・
・・・ＶＳＢフィルター、３．４．１５・・・・・・バ
ンドパスフィルター、１４・・・・・・ナイキストフィ
ルター。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名ｓ＋ｓ　２
図 Ｂｙ４ｇ９　　　　　　　　色層（！！　Ｉ　　　　色
Ｍ（！ｔＱ第３図 第４図 （にＬ　）　　　　　　　　　　　、　５　）（Ｃ） （Ｉｔ 牟 石６図 第７図 儀Ｚ　　　　ムｌ　　　　　　　　　　　１．５　　　
　　　　θ５第８図 ν

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信号の残
   留側波帯内および前記残留側波帯振幅変調の搬送波の周
   波数に関して前記残留側波帯とは対称な帯域内に、前記
   搬送波と同一周波数でかつ位相が９０度異なる搬送波を
   、前記テレビジョン信号の高精細輝度信号と高精細色信
   号の複合信号で変調し、搬送波周波数で半分に減衰し、
   前記搬送波周波数に関して奇対称な振幅特性を有するナ
   イキストフィルタにより残留側波帯にした信号を重畳す
   ることを特徴とする高精細テレビ信号処理方法。
2. （２）多重信号で変調した信号は、前記多重信号を元の
   テレビジョン信号の同期信号以外の部分にだけ多重した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の高精
   細テレビ信号処理方法。
3. （３）多重されたテレビジョン信号を、映像搬送波と９
   ０度位相が違う信号で復調し元の高精細な輝度信号と色
   信号を得ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の高精細テレビ信号処理方法。