JPS6386988A - テレビジヨン信号処理方法 - 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に別の信号を多
重伝送するテレビジョン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［ナショナル　テレビジョン　
システム　コミノティ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｌｅ−
ｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎ＋ｍ１ｔｔｅｅ　
）　］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、より高画質で臨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木、２：１　飛越走査、輝
度信号水平帯域幅４．２ＭＨｚ、アスペクト比４：３と
いう諸仕様（例えば、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、１９６１
年、参照）を有してＣ）るが、このような背景のもとて
現行のテレビジョン方式と両立性があり、規格で定めら
れた帯域内で多量の情報を多重伝送できるテレビジョン
信号処理方法が提案されている。

以下本発明に関わる一従来例について、図面を参照しな
がら説明する。

第４図は、送信側でのテレビジョン信号処理方法を示す
スペクトル図である。第４図（ａｌは現行テレビジョン
方式における残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信
号のスペクトル図である。ここでは映像搬送波Ｐ、の下
側波帯が残留側波帯となっている場合を示す。第４回申
）は第４図（ａｌで示したテレビジョン信号とは別の多
重信号で、映像窪送波Ｐ１と同一周波数でかつ位相が＋
９０”あるいは−９０°異なる搬送波Ｐ２を、帰線期間
で搬送波Ｐ２を除去するように残留側波帯振幅変調した
ものである。第４図（至））の信号を第４図ｔａ＋のテ
レビジョン信号に各型したものが第ｔ５ｔｃ）であり、
ここに示した従来例により合成されるテレビジョン信号
となる。

次に上記した方法で合成されたテレビジョン信号に対す
る受信側でのテレビジョン信号処理方法について説明す
る。以下では地上放送の場合を例にとる。第６図（ａｌ
は映像同！ｔＩＩ検波をおこなっている現行のテレビジ
ョン受信機のブロック図である。

５１はアンテナ、５２はチューナ、５３は映像中間周波
フィルタ、５４は映像検波器、５５は搬送波再生回路、
５６は映像ベースバンド信号出力端子である。送信側か
ら送出された信号はアンテナ５１で受信され、チューナ
５２で中間局ｍ数帯に周波数変換され、映像中間周波フ
ィルタ５３で帯域制限される。帯域制限された信号は、
映像検波器５４、搬送波再生回路５５に供給される。搬
送波再生回路５５では、同期検波用の搬送波１１を再生
する。帯域？ｌ１ｌｌＩ限された信号は、搬送波１１で
映像横波器５４において検波され、映像ベースバンド信
号となる。ここで映像中間周波フィルタ５３の周波数特
性について述べる。その周波数特性を示したものが第６
図中）である。すなわち映像搬送波１１のところで振幅
が６ｄＢ減衰し、映像搬送波１１に関してほぼ奇対称な
振幅特性を有するようなナイキストフィルタ特性となっ
ている。

一方策４図［’ｂ）で示したように、多重信号を前記受
信機の映像中間周波フィルタの周波数特性とは逆の特性
をもつフィルタで帯域制限すれば、第６図〜）の斜線部
分の多重信号成分はほぼ両側波帯となる。これをベクト
ル表示すると第６図＋Ｃ）のようになる。ここで１１は
映像ベースバンド信号の映像搬送波、１２は多重信号の
搬送波で１１と同一周波数でかつ位相が＋９０″あるい
は一９０″異なる搬送波である。映像ベースバンド信号
は搬送波１１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ａ　Ｕ　、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
ａ２となる。また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ｂ８、ベクトルｂＬとすれ
ばそれらの合成ベクトルはｂ２となり、ベクトル１１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ａ２、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。

次に前記した方法により合成されたテレビジョン信号に
対す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５図ｆ
ａｔのように映像ベースバンド信号が両側波帯となるよ
うにフィルタで帯域制限する。これをベクトル表示する
と第５図（ｂｌ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ｂ８、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。また映
像ベースバンド信号はフィルタによりほぼ両側波帯とな
るので、上下側波帯をベクトルａ８、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■２
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ａ１、ベクトルｂ１成分による直交
ひずみは発生せす、多重信号成分のみを復調することが
できる。

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い０例えば前記したようなテレビ
ジョン信号処理方法の提案がなされているが、現行のテ
レビジョン受信機に対する妨害という観点からすると問
題が残されている。特に、擬似同期検波、包路線検波に
よる検波回路を有するテレビジョン受信機においては、
同期検波による検波回路を有するテレビジョン受信機に
比べ妨害の程度は大きい。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
域内で多量の情報を多重伝送できるテレビジョン信号処
理方法において、現行のテレビジョン受信機に対する多
重信号による妨害をさらに軽減するテレビジョン信号処
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
処理方法は、残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信
号の残留側波帯域内または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
もしくは両帯域内に、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”あるいは−９０°異な
る搬送波を、前記テレビジ式ン信号とは異なる多重信号
の信号帯域のうち周波数の低い成分が高い周波数となる
ように周波数軸上で帯域を反転させた信号で両側波帯振
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により残留
側波帯にし帰線期間で搬送波除去したものを多重するこ
とにより、現行テレビジョン受信機に対する多重信号に
よる妨害を軽減する方法を備えたものである。

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別の情報を多重伝送可能とするテ
レビジョン信号を生成することにより、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
信機でも多重信号による妨害を殆ど受けることな〈従来
のテレビジョン放送の映像を支障なく受信することがで
きる。

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図は、本発明の一実施例に係る送信側でのテレビジ
ョン信号処理方法を示すスペクトル図である。ここでは
、多重しようとする信号を輝度信号の高域成分とする場
合を例にとって説明する。

第１図（ａ）は高域成分を含む輝度信号のスペクトル図
である０本発明では、第１図ｔａｌの４．２〜５．４５
ＭＨｚの範囲の輝度信号の高域成分を従来例で示したよ
うな信号処理方法によりテレビジョン信号に多重しよう
とする場合、例えば５．４５ＰｖＨＩｚで第１図中）に
示すような低域に周波数変換を行いローパスフィルタを
かけることによって不要な周波数を除去する。このよう
な周波数変換を行なうことにより、第１図（ａ）の４．
２〜５．４５Ｍ　ｌｌｚの帯域のうちＡで示したパワー
の大きな低域の信号成分が第１図中）のＡで示した１　
、　　２５　Ｍｌｌｚ付近に、第１図（ａｌのＢで示し
たパワーの小さな高域の信号成分が第１図Ｃｂ）のＢで
示したＤＣ付近に周波数変換されることになり、多重し
ようとする輝度信号の高域成分は周波数軸上でちょうど
帯域が反転することになる。第１図（ｂｌで示した周波
数変換された輝度信号の高域成分を多重信号とし、従来
例として示したテレビジョン信号処理方法により、この
多重信号で映像搬送波Ｐ１と同一周波数でかつ位相が＋
９０”あるいは−９０″異なる搬送波Ｐ２を、帰線期間
で搬送波Ｐ２を除去するように残留側波帯振幅変調した
信号のスペクトルは第１図（Ｃ１のようになる。すなわ
ち、第１図（ａｌのＡで示したパワーの大きな信号成分
は搬送波Ｐ２に対して＋１．２５．　　１．２５Ｍｔｌ
ｚ付近に、第１図（ａｌのＢで示したパワーの小さな信
号成分は搬送波Ｐ２付近に存在することになる。

第２図は本発明に係る送信側でのテレビジョン信号処理
方法を示すブロック図である。■は搬送色信号の入力端
子、２は広帯域な輝度信号の入力端子、３は第１フイル
タ、４は加算器、５は第２フイルタ、６は周波数変換器
、７は第３フイルタ、８は振幅変調器、９は第４フイル
タ、１０は発振器、１１は移相器、１２は変調器、１３
は第５フイルタ、１４は加算器、１５は合成テレビジョ
ン信号出力端子である。入力端子２から入力される輝度
信号は、第１フイルタ３及び第２フイルタ５に入力され
る。第２フイルタ５で帯域制限された輝度信号の高域成
分は、周波数変換器６においてＦｏで低域に周波数変換
され、第３フイルタで帯域制限される。第１フイルタ３
の出力は、加算器４で入力端子ｌに入力される搬送色信
号と加算される。加算器４で加算された映像ベースバン
ド信号で、発振器１０から得られる搬送波Ｐ１を振幅変
調器８により振幅変調する。得られた振幅変調波を第４
フイルタ９で帯域制限し残留側波帯にした後に加算器１
４に加える０発振器１０から得られる搬送波Ｐ１を移相
器１１により＋９０°あるいは一９０＠位相シフトさせ
たものを搬送波Ｐ２とする。変調器１２において、周波
数変換された輝度信号の高域成分で搬送波Ｐ２を両側波
帯振幅変調し帰線期間では搬送波除去両側波帯振幅変調
する。ここで、両側波帯振幅変調は常に搬送波除去両側
波帯振幅変調でもよい、なお、移相器１１の位相シフト
方向は固定でもよいが、現行のテレビジョン受信機に対
する妨害軽減という観点からすると例えば−水平走査期
間毎あるいは一フィールド毎あるいは一フレーム毎に位
相シフト方向を変えてやってもよい、変調された信号を
第５フイルタ１３で帯域制限した後に加算器１４に加え
る。

加算器１４の出力が合成テレビジョン信号となる。

すなわち映像ベースバンド信号に輝度信号の高域成分が
重畳されて合成テレビジョン信号となる。

なお、第１フイルタは４．２ＭＨｚ以下を通過域とする
ローパスフィルタ、第２フイルタは４．２〜５．４５Ｍ
Ｈｚを通過域とするバンドパスフィルタ、第３フイルタ
は１　、　２５　Ｍｌｌｚ以下を通過域とするローパス
フィルタとする。また、第５フイルタ１３の周波数特性
により、多重される信号は第４図（１））のような帯域
を有する信号となる。なお、周波数変換器６における変
換周波数Ｆ０は、多重しようとする信号が低域に変換さ
れかつ、周波数軸上で帯域が反転するように選ばなけれ
ばならない。

本実施例ではＦｏを５．４５ＭＩＩｚとしている。

次に受信側でのテレビジョン信号処理方法について説明
する。現行のテレビジョン受信機で本発明による合成テ
レビジョン信号を受信した場合、第６図（ｂｌで示した
ように映像搬送波に関してほぼ奇対称な振幅特性を有す
るようなナイキストフィルタ特性を持つ映像中間周波フ
ィルタで帯域制限されるため、多重信号成分は第６図（
ｂｌの斜線部で示すようにほぼ両側波帯となる。前記し
たように、パワーの大きな成分が高い周波数となるよう
に周波数軸上で帯域を反転させであるため、パワーの大
きな成分はど振幅が抑圧されることになり、現行テレビ
ジョン受像機のうち同期検波による検波回路はもとより
擬似同期検波による検波回路を有するもの、さらに包路
線検波による検波回路を有するものに対しても、妨害は
多重信号を周波数軸上で帯域を反転させないものに比べ
より軽減されることになる。

合成テレビジョン信号から多重信号を復調する受信側で
のテレビジョン信号処理方法については、従来例として
示した多重信号復調方法をそのまま用いる。すなわち、
同期検波用の搬送波１１を再生して映像ベースバンド信
号を同期検波し、再生した搬送波１１を＋９０°あるい
は一９０＠位相シフトさせた搬送波Ｉ２で多重信号を同
期検波する。但し、復調された多重信号は周波数軸上で
帯域が反転したままであるので、さらに帯域を反転した
上で元の周波数に周波数変換する必要がある。

そこで、同期検波された多重信号に対して送信側で周波
数変換に用いた周波数Ｆ０と同一の周波数で周波数変換
を行ない、ローパスフィルタあるいはバンドパスフィル
タをかけることによって不要な周波数を除去する。この
ような周波数変換によって、多重された輝度信号の高域
成分は周波数軸上での帯域反転を再度施された上で、本
来の周波数帯域にもどる。なお、送信側、受信側で同一
の周波数Ｆ０を用いるために、例えば垂直ブランギング
期間のうちの一水平期間などを利用して送信側からＦ０
／２の周波数を伝送し、受信側でＦｏを再生する。

第３図は本発明の一実施例に係る受信側でのテレビジョ
ン信号処理方法を示すブロック図である。

３１はアンテナ、３２はチューナ、３３は映像中間周波
フィルタ、３４は映像検波器、３５は搬送波再生回路、
３６は輝度・色信号分離回路、３７は第６フイルタ、３
８は移相器、３９は多重信号検波器、４０は周波数変換
器、４１は第７フイルタ、４２は加算器、４３は搬送色
信号の出力端子、４４は広帯域輝度信号の出力端子であ
る。送信側から送出された信号はアンテナ３１で受信さ
れ、チューナ３２で中間周波数帯に周波数変換され、映
像中間周波フィルタ３３で帯域制限される。帯域制限さ
れた信号は、映像検波器３４、搬送波再生回路３５に供
給される。搬送波再生回路３５では、同期検波用の搬送
波１１を再生する。帯域制限された信号は、搬送波１１
で映像検波器３４において検波され、映像ベースバンド
信号となる。

映像ベースバンド信号は、輝度・色信号分離回路３６で
輝度信号と搬送色信号に分離され、分離された搬送色信
号は出力端子４３に出力される。またチューナ３２の出
力は第６フイルタ３７で第５図（ａｌのように帯域制限
する。搬送波再生回路３５から得られる搬送波１１を移
相器３８により＋９０’あるいは−９０”位相シフトさ
せた搬送波Ｉ２で、帯域制限された信号を多重信号検波
器３９において同期検波する。検波出力が周波数変換さ
れた輝度信号の高域成分となる。復調された輝度信号の
高域成分は周波数変換器４０において周波数Ｆ０で周波
数変換され、第７フイルタ４１で帯域制限されることに
よって本来の周波数にもどり、輝度・色信号分離回路３
６で分離された輝度信号の低域成分と加算２Ｓ４２で加
算されて出力端子４４に出力される。なお、第６フイル
タは第５図［ａｌで示したように映像ベースバンド信号
が両側波帯となるようなフィルタ例えば搬送波１２−１
．２５Ｍ　ｆｉｚ以上を通過域とするようなバイパスフ
ィルタ、第７フイルタは４．２Ｍｔｌｚ以上を通過域と
するローパスフィルタあるいは４．２〜５　、　４５　
ＭＨｚを通過域とするバンドパスフィルタとする。なお
、本実施例では第６フイルタで帯域制限した後多重信号
検波器３９で多重信号を同期検波したが、搬送波■２で
多重信号を同期検波した後フィルタにより不要な周波数
を除去してもよい。

以上の説明では、輝度信号の高域成分を多重しようとす
る信号とした場合を一例としたが、多重しようとする信
号としては輝度信号の高域成分に限らず、色差信号の高
域成分などの他様々なものが考えられる。すなわち多重
しようとする信号がどのような種類の信号であっても、
現行テレビジョン信号の帯域内に別の信号を多重し且つ
現行テレビジョン受信機に対する多重信号による妨害を
軽減することは、本発明によるテレビジョン信号処理方
法によって、多重しようとする信号の帯域幅を多重信号
帯域内に収め周波数軸上で帯域を反転させることにより
容易に実現可能である。なお、多重信号の帯域は前記し
た１、２５ＭＨｚに限るものではない。

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域内または前記残留
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もしくは両帯域内に、前記テレビジ
ョン信号とは異なる信号を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別の信号を多重すること
ができるテレビジョン信号処理方法において、多重しよ
うとする信号の信号帯域を周波数的上で反転させて多重
伝送することにより、現行のテレビジョン受信機に与え
る多重信号による妨害をより軽減することが可能となる
。現時点では、現行テレビジョン受信機として擬似同量
検波回路、包絡線検波回路を用いたチューナを有するも
のが、かなりの数存在していることが考えられ、本発明
によって多重信号による妨害を軽減する効果は大きい、
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ｔａ＋は広帯域輝度信号のスペクトル図、第１図
（ｂｌは周波数変換された輝度信号の高域成分のスペク
トル図、第１図（Ｃ１は第１図（ｂｌで示した信号を搬
送波Ｐ２で変調し帯域制限したスペクトル図、第２図は
送信側でのテレビジョン信号処理方法を示すブロック図
、第３図は受信側でのテレビジョン信号処理方法を示す
ブロック図、第４図ｆａ）は現行テレビジョン方式にお
ける残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信号のスペ
クトル図、第４図（ｂｌは第１図ｆａｔで示した信号と
は別の信号で変調し帯域制限したスペクトル図、第４図
（Ｃ）は第４図（ｂｌで示した信号を第４図（ａｌの信
号に多重したスペクトル図、第５図（ａ）、第５図（ｂ
ｌｌは多重信号復調時のスペクトル図およびベクトル図
、第６図ｔａ＋は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のブロック図、第６図（ｂ）、第６
図（ｃｌは現行のテレビジョン受信機の同期検波時のス
ペクトル図およびベクトル図である。 １１．３８・・・・・・移相器、３３．５３・・・・・
・映像中間周波フィルタ、５．７，１３，３７．４１・
・・・・・フィルタ、６，４０・・・・・・周波数変換
器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 ｏ　　　ｔ、ｚｓ　　　　　　　　　　　　　間犬奴〔
闇２）−！２５　　°　　′２５　　　　　　　　高伎
枚〔朋す第４図 Ｆｔ−一゛吠像利η及浚 −１５０３，５８４５ 間次数〔百Ｈｚ） −１，２５０１，ｌｓ ｍ　ラ皮数（ＭＭＬ） −ｔ、ｚｓ　　　ｏ　　　ｔ、ｚｓ　　　　　　　３．
ｓδ　　４５高フＢ【数Ｃｒ１ｓ乙〕 第５図　　　　　　　Ｉ２−搬送ブ及 Ｃ”°−色副搬送疲 δ−音声搬送友 ！、ご　０　−１．２５　　　　−ｓ５δ　−４５周液
数、輿Ｈ７−〕

Claims (4)

【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
   留側波帯域内または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もしく
   は両帯域内に、前記搬送波と同一周波数でかつ位相が＋
   ９０°あるいは−９０°異なる搬送波を、前記テレビジ
   ョン信号とは異なる多重信号の信号帯域のうち周波数の
   低い成分が高い周波数となるように周波数軸上で帯域を
   反転させた信号で両側波帯振幅変調し、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テレビジョン信号処
   理方法。
2. （２）両側波帯振幅変調は、搬送波除去両側波帯振幅変
   調であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載のテレビジョン信号処理方法。
3. （３）両側波帯振幅変調は、帰線期間で搬送波除去する
   両側波帯振幅変調であることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載のテレビジョン信号処理方法。
4. （４）テレビジョン信号とは異なる多重信号は、前記多
   重信号が重畳されたテレビジョン信号を、直交ひずみを
   除去するフィルタで帯域制限し、同期検波することによ
   り復調され、周波数軸上で反転された帯域を再び反転す
   ることによって元にもどされることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載のテレビジョン信号処理方法。