JPH02230887A - テレビジヨン信号の伝送方式 - 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，テレビジョン信号の伝送方式に係り、特に受
信側で動きに応じて、順次走査変換などの信号処理を行
なう高精細テレビジョンに好適な、テレビジョン信号の
伝送方式に関する。

〔従来の技術〕

現行テレビジョン方式と完全に両立性を有する高精細テ
レビジョン方式（ＥＤＴＶ）．あるいは、現行のテレビ
ジョン信号を受信側の信号処理により高精細化する方式
（ＩＤＴＶ）においては、受信側で動きを検出して、動
きに応じた処理パラメータにより走査線の補間を行なっ
ている。

受信側で受信された情報は，第３図に示すようにインタ
レースされた信号であるために、動きの検出は、第４図
に示すようにフレーム間差（　Ｘ　ｏ−Ｘ−ｌ５ｚＩ！
）あるいは，第５図に示すように２フレーム間差（Ｘ−
５２３−ＸＩ５２１Ｓ）をとり，この値を動き情報とし
て使用している（例えば特開昭５８−１３０６８５号）
．この特性を「時間一垂直」周波数領域で示すと各々第
４図，第５図のようになる。動きの情報として検出され
るところは、同図で斜線の部分である． また，送られてくる情報がインタレース信号であるため
制約があり、原理的に動き検出不可能な動きがある。例
えば，ちょうどフレーム周期（１／３０秒）で動く画像
である。この画像は，時間周波数ｊで３０Ｈｚとなるた
め、上記第４図，第５図いずれの周波数特性の場合にも
検出できない。

この検出漏れをなくすために、例えば特願昭６２−１４
８９４６号記載の手法がある。上記手法では，送信側の
カメラとしてフレーム周期の短い、例えばフレーム周期
が１／６０秒で順次走査を行なうものなどを用い、受信
側で検出できない動き成分を予め送信側で検出し、その
成分に受信側で動きと検出される付加信号を付加して送
る。

第６図に、上記特願昭６２−１４８９４６号記載の手法
の構成図を示す。フレーム周期が１／６０秒で順次走査
のカメラ１から出力された赤，緑，青の信号（以一トＲ
，ａ，Ｂ信号と略記）は、それぞれ後述するガンマ補正
回路１１〜１３を通したのち、マトリクス回路１４によ
り輝度信号Ｙ，色信号■およびＱに変換される。このＹ
，ｉ，Ｑ信号は、走査変換回路１５を用いてインタレー
ス信号に変換されたのち，現行のＮ　７ｒＳ　Ｃエンコ
ーダ１６を用いてＮＴＳＣ信号に変換される。また、上
記走査変換前のＹ信号から、動き検出回路２６を用いて
受信側で検出できない動き成分を検出し、上記成分が検
出された場合は、信号発生器３で発生させた受信側で動
きと検出される付加信号を付加する。上記付加信号によ
る妨害を小さくするために，付加信号として視覚的に鈍
い色信号（例えばＱ信号）だけを用い、時間方向に周期
的に反転させて補色関係としている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特願昭６２−１４８９４６号記載の手法では、上記
付加信号として視覚的に鈍い色信号（例えばＱ信号）を
用いているが，受像管のガンマ特性のために、実際には
管血輝度の炭化として現れ、輝度のフリッカ妨害となる
６この様子を以下に説明する。

受像管のグリッド信号電圧と発光出力との関係が直線的
で、発光出力が信号出力に比例していれば理想的である
。しかし、実際の発光出力は直線的ではなく，グリッド
に加えた信号電圧の約２．２乗に比例している。この関
係は一般にガンマ特性と言われ、この場合にはγ＝２．
２である。現行ＮＴＳＣ方式では、受信管の直前で上記
ガンマ補正を行うのではなく、送信側にガンマ補正回路
を設け、カメラ直後のＲ，Ｇ，Ｂ信号に対してガンマ補
正（１／γ乗）をするように定められている。

第１〜３式に、受信側で再生された輝度信号Ｙ，色信号
１およびＱから、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を生成する一般的なマ
トリクスを示す。

Ｒ＝Ｙ＋０．９　６　Ｉ　＋０．６　３Ｑ　　　　　・
・・（１）Ｇ＝Ｙ−０．２８１−０．６４０　　　　　
・・・（２）Ｂ＝Ｙ−１．１　１　Ｉ＋１．７２Ｑ　　
　　　・・・（３）また、簡単化のためγ＝２とした場
合の管而輝度Ｙｏを，上記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号で表すと、第
４式のようになる。

Ｙｏ＝０．３ＯＲ”＋０．５９Ｇ”＋０．１１８２　”
・（４）上記第１〜４式を用いて管而輝度ＹＤを表すと
、第５式のようになる． Ｙｏ＝０．３　０（Ｙ＋０．９　６　Ｉ　＋０．６　３
Ｑ）”＋０．５９（Ｙ−０．２８Ｉ−０．６４Ｑ）”＋
Ｏ．ｌ　１（Ｙ−１．１　１　Ｉ＋１．７２Ｑ）２：Ｙ
”＋０．４６Ｉ”＋０．６９０”＋０．１５１Ｑ・・・
（５） 上記第６図に示すように、送信側でＱ信号だけに付加信
号ΔＱを付加した場合には、第５式のＱを（Ｑ＋ΔＱ）
に置き換えて、 Ｙｏ＝Ｙ”＋０．４　６　１２＋０．６　９Ｑ２＋０．
１　５　１　Ｑ＋（０．１５Ｉ＋１．３８Ｑ）ΔＱ＋０
．６９ΔＱ２・・・（６） となる。このとき、付加信号ΔＱの時間的な変化が視覚
的に目立つ輝度のフリッカ妨害となって検知されるため
、大きな画質の劣化を生ずるという問題があった。

従って、本発明の目的は、上記受信機での動き検出の漏
れをなくし、さらに、このときに必要な付加信号が妨害
とならないようにして、再生画像を向上させることにあ
る． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は，送信側のカメラとしてフレーム周期の短い
、例えばフレーム周期が１／６０秒で順次走査を行なう
ものなどを用い、受信側で検出できない動き成分を予め
送信側で検出し，その成分に受信側で動きと検出される
付加信号を付加して送ることにより達成される。

このとき，付加信号が妨害とならないようにするため、
ガンマ補正をしていないリニアな信号に対して、視覚的
に感度の鈍い色信号を付加信号として付加する。

あるいは、既にガンマ補正された信号に、上記受像管の
管面輝度の変化分を補償した付加信号を付加して送る。

〔作用〕

受信側で動きが検出できない画像の時間周波数は，前述
のように３　０　Ｈ　ｚである。一方、送信側でフレー
ム周波数が６　０　Ｈ　ｚの順次走査カメラにより撮影
すれば、問題となる３０Ｈｚを検出することができる。

したがって、この成分に受信側で動きを検出される信号
（たとえば時間周波数が１５Ｈｚ，７．５Ｈｚ，２２．
５Ｈｚなど）を付加して送る．これにより、受信側では
動きが検出でき，動面としての信号処理が行なわれ、画
質の劣化を防ぐことができる６ このとき，ガンマ補正をしていないリニアな信号に対し
て、視覚的に鈍い色信号（例えばＱ信号）を付加信号と
して付加し、時間方向に周期的に反転させるものとすれ
ば、補色関係となるうえ受像管の管面輝度も一定となり
、付加信号による妨害を極めて小さくすることができる
。

また、既にガンマ補正をした信号に対して付加信号を付
加する場合には、受像管の管而輝度の変化分を予め送信
側で求め、その変化分を補償した付加信号を送ることに
より、妨害を極めて小さくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する．第
１図は本発明の一実施例に使用される送信側の構成を示
すものである。

まず順次走査カメラ１を用いてフレーム周期１／６０秒
で走査して、画像信号のＲ，Ｇ，Ｂ信号を得る．カメラ
から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号がすてにガンマ補正され
ている場合には、一旦、信号をリニアに戻すためのガン
マ回路を通す．このＲ，Ｇ，Ｂ信号から動き検出回路２
を用いて、受信側では検出できない動き成分、すなわち
時間周波数３　０　Ｈ　ｚの成分を検出し、開閉器５〜
７の制御を行なう．この動き検出回路２の具体例は後述
する。

信号発生器３を用いて別途発生させた付加信号を、マト
リクス回路４を用いてΔＲ，ΔＧ，ΔＢ信号としたのち
、上記カメラからのガンマ補正されていないリニアなＲ
，Ｇ，Ｂ信号に、加算器８〜１０を用いて加算する。上
記加算器８〜１０の出力をそれぞれガンマ補正回路１１
〜１３に通したのち、マトリクス回路１４を用いて輝度
信号Ｙ，色信号工およびＱに変換する． このＹ，Ｉ，Ｑ信号を、走査変換回路１５により順次走
査信号からインタレース信号に変換し、エンコーダ１６
に人力する。エンコーダ１６は，現行のＮ　ＴＳ　Ｃエ
ンコーダと同一であり、色信号■およびＱを色副搬送波
ｆｓｃにより変調したのち、輝度信号Ｙに多重して伝送
する。

上記信号発生器３からの付加信号ΔＱは、第１図（ｂ）
に示す周波数スペクトルを持つものであり，時間周波数
が例えば７．５Ｈｚ　　の成分を有するものである． この信号は、第１図（ｄ）に示すような位相関係の信号
とすることにより得られる。すなわち、２フレーム毎に
位相反転する信号である。上記付加信号に対するマトリ
クス回路は、上記第１〜３式に示した受信側のマトリク
ス演算のＹおよび″ｌをＯとした場合、すなわち、 ΔＫ＝　　０．６３ΔＱ　　　　　　　　・・・（７）
ΔＧ＝−０．６４ΔＱ　　　　　　　　・・・（８）Δ
Ｂ＝　　１．７２ΔＱ　　　　　　　　・・・（９）を
出力するように構成する． ガンマ補正回路１１〜１３、およびマトリクス回路１４
を通ったのちは、上記付加信号ΔＱの成分は，Ｙ，Ｉ，
Ｑ信号それぞれに含まれていることになる。■およびＱ
信号含まれた付加信号ΔＱの成分は、エンコーダ１６で
変調されるので、受信側へ伝送される際には，第１図（
ｃ）に示す周波数スペクトルとなる。また，その位相関
係は，同図（ｅ）に示すようになる。

この伝送される信号は、第５図に示した受信側の動き検
出（２フレーム間の差）により検出可能な信号となって
いる。従って，受信側ではこの信号を受信すると動画像
としての処理を行い、画質劣化を防ぐことができる． 一方、受信側では復調されて、Ｙ，Ｉ，Ｑ信号ともに元
の第１図（ｄ）に示す位相関係の信号として示される．
これらは、送信側のマトリクス回路１４とは逆特性を持
つ逆マトリクス演算をされてＲ，Ｇ，Ｂ信号に戻された
のち、受像管に人力される。受像管には先に示したガン
マ特性があるため、送信側のガンマ補正回路１１〜１３
による非線形特性がキャンセルされる。すなわち，受像
管上では、付加信号ΔＱが視覚的に感度の低いＱのみの
変化となって検出され、輝度の変化とはならないため、
妨害を極めて小さくできる。

上記、時間周波数ｆ　＝　３　０　Ｈ　ｚの動き検出回
路２の具体例を第２図（ａ）に示す。

フィールド周期１／６０秒の順次走査カメラからのリニ
アなＲ，Ｇ，Ｂ信号を、まずガンマ補正回路１１〜１３
を通したのち、マトリクス回路１４を用いて輝度信号Ｙ
に変換する。このＹ信号はフレーム遅延回路２１．２２
に入れられ、各々１フレーム分遅延する。そして、各々
の信号は−１／４．１／２，−４／４の重み付けがされ
て加算器２３で加算される．加算器２３の出力信号は絶
対値回路２４で絶対値がとられ、さらに２値化回路２５
で２値の信号に変換される。この２値信号が！　＝　３
　０　Ｈ　ｚの検出信号となる。

なお、上記ガンマ補正回路１１〜１３、およびマトリク
ス回路１４は、上記特願昭６２−１４８９４６号記載の
従来例と検出感度を等しくするためのものであり、必ず
しも必要ではない。例えば、カメラからのＧ信号のみを
フレーム遅延回路２１に直接人力するなどして，簡単化
することができる４上記実施例による動き検出の特性を
示すと、第２図（ｂ）の如くとなる。

本発明の他の実施例を、第７図を用いて説明する６第７
図は、本発明の他の実施例に使用される送信側の構成を
示すものである。

フィールド周期１／６０秒の順次走査カメラ１からのＲ
，Ｇ．Ｈ信号を、ガンマ補正回路１１〜１３に人力して
ガンマ補正したのち、マトリクス回路１４によりＹ，Ｉ
，Ｑ信号に変換し、遅延回，路２７〜２９に人力する。

上記Ｙ信号から、動き検出回路２６を用いて受信側では
検出不能な時間周波数３０Ｈｚの成分を検出し、開閉器
５〜７を制御する。すなわち，上記成分を検出した際に
は，開閉器５〜７を閉じる。また、信号発生器で別途発
生させた付加信号ΔＱと上記Ｙ，ｉ，Ｑ信号とを補償回
路３０に人力し、ΔＹおよびΔ工信号を得る。これらは
，開閉器５〜７を通したのち、補償回路３０の演算時間
だけ遅延調整されたＹ，■，Ｑ信号と加算器８〜１０を
用いて加算される。さらに，走査変換回路１５を用いて
順次走査信号からインタレース信号に変換したのち、エ
ンコーダ１６を用いてＮＴＳＣ信号に変換し，伝送する
。

上記動き検出回路２６は、第２図に示した動き検出回路
の点線で囲った部分の構成と等しく、時間周波数Ｊ＝３
０Ｈｚの成分を検出し、２値信号を出力する． 上記第７図に示した，補償回路３０の動作を、以下に詳
しく説明する。まず、受信機で再生された輝度信号Ｙ，
色信号工およびＱから、前記第５式により管面輝度Ｙｏ
は、 ＹＤ岬Ｙ２＋０．４６１２＋０．６９Ｑ２＋０．１５■
Ｑ・・・（５） と表すことができる。ここで、Ｙ，■、およびＱ信号の
それぞれに対して付加信号ΔＹ，Δ■、およびΔＱ信号
を付加したときを考える。

Ｙｏ弁（Ｙ＋ΔＹ）Ｚ＋０．４６（Ｉ＋Δ１）Ｌ＋０．
６９（Ｑ＋ΔＱ）２ ＋０．１５（Ｉ＋ΔＩ　）（Ｑ＋ΔＱ）　・・・（ＩＯ
）このとき，付加信号ΔＹ，ΔＩ，およびΔＱによる管
面輝度Ｙｏの変化がないものとすれば、第５式の右辺と
第１０式の右辺は等しくなるため、ΔＹ”＋２ＹΔＹ＋
０．６９ΔＱ２ ＋（０．１　５　Ｉ　＋０．１　５Δ工＋１．３８Ｑ）
ΔＱ＋（０．９　２　Ｉ　＋　０．１　５　Ｑ）ΔＩ＋
０．４６Δ■２＝０　　　　　　　　　　　　　　　　
　・・・（１１）を導くことができる。逆に、この関係
が成り立つように付加信号ΔＹ，ΔＩ、およびΔＱ信号
を設定すれば、付加信号による管面輝度ＹＤの変化はな
い。

上記補償回路では、入力されたＹ，Ｉ，Ｑ信号、および
付加信号ΔＱとを用いて、残りの付加信号Δ■およびΔ
Ｑを第１１式を満たすように生成し、出力する。

上記補償回路の動作を、更に具体的に説明する。

ここで，第１１式をΔＹについて導けば，（Ｙ＋ΔＹ≧
０）より， ΔＹ＝−Ｙ ＋（Ｙ２−（０．６９ΔＱ２ ＋（０．１　５　１　＋０，１　５Δ１＋１．３８Ｑ）
ΔＱ＋（０．９　２　Ｉ　＋０．１　５Ｑ）ΔＩ＋０．
４６Δ１２）］２・・・（１２） と変形できる。この式から，Δ工を仮に設定し、ΔＹを
求める。たとえば、仮にΔＩ＝ＯとしてＹ，Ｉ，Ｑ信号
およびΔＱ信号を用いてΔＹを生成する．しかし、上記
第１２式の［　コの項内が負になり，実数の根が存在し
ない場合はΔ工を適宜変更してΔＹを生成する。あるい
は、元の信号の色相（Ｉ，Ｑ）に対して直交するように
、付加信号の色相（Δ工，ΔＱ）を設定してもよい。す
なわち， ■　・　Δ　Ｉ＋Ｑ　・　ΔＱ＝０　　　　　　　　　
　　　・・・（１３）を満たすように，付加信号を設定
してもよい。また，元の信号の色相（Ｉ，Ｑ）と付加信
号（Δ■，ΔＱ）の色相が、倍数の関係になるようにし
てもよい。このとき、 Ｑ・ΔＩ−Ｉ・ΔＱ＝Ｏ　　　　　　　　・・・（１４
）を満たすように，付加信号を設定してもよい。こ稜と
きは、色副搬送波の振幅を変更したことと等価である。

このように求めたΔＹおよびΔ■をＲＯＭ等のテーブル
に記憶しておき、入力されたＹ，Ｉ，Ｑ信号および付加
信号ΔＱに応じて読み出せば，受像管の管面輝度Ｙｏを
変化させない付加信号ΔＹ，Δ工，ΔＱを得ることがで
きる。

以上の説明では、付加信号としてＱ信号を元にして求め
る場合を示したが、これに限定されるものではなく，受
像管の管而輝度が変化しないようにＹ信号、あるいは工
信号から付加信号ΔＹ，Δ■，およびΔＱを求めてもよ
いことは当然である。

また，実施例の説明では、付加信号の位相をＯ相とπ相
のみとしているが、０相，π／２相，π相，３π／２相
などのようにしてもよい。さらに、付加信号の時間周波
数は，受信側で動きとして検出されるものであればよい
ので，ｆ＝７．５Ｈｚ，２２．５Ｈｚ　　に限定される
ものではなく、ｆ＝３０Ｈｚ以外のものであればよい． 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明を適用することにより、受信
側での動き検出漏れを防ぐことができるとともに、付加
信号による妨害を極めて小さくできるため、再生画像を
著しく向上させることができ、実施してその効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の構成を示すブロック
図、第１図（ｂ）は付加信号の周波数スペクトル図、第
１図（ｃ）は伝送時の付加信号周波数スペクトル図、第
１図（ｄ），（ｅ）は付加信号の位相関数を示す説明図
、第２図は本発明の実施例の動き検出回路の具体例を示
すブロック図、および動き検出の特性図、第３図は走査
線の位置関係を示す説明図、第４図，第５図は受信側の
動き検出の特性を示す図、第６図は従来例の構成を示す
ブロック図、第７図は本発明の他の実施例の構成を示す
ブロック図である。 １・・・順次走査カメラ、２，２６・・・動き検出回路
、３・・・信号発生器、４，１４・・・マトリクス回路
、５，６，７・・・開閉器、８，９，１０．２３・・・
加算器、１１，１２．１３・・・ガンマ補正回路、１５
・・・走査変換回路、 １６・・・エンコーダ， ２　１， ２２・・・フレ 一ム遅延回路、 ２４・・・絶対値回路、 ２５・・・２値化 回路， ２７， ２８， ２９・・・遅延回路、 ３０・・・補償 回路． 第２図 第１図 （ｂ） 第３７ 第４区 レ ７Ｌ−ム是 ド ”　Ｘ　ｏ−　Ｘ−５２５ 第５［Ｚ］ 第４図 第′７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信側で動きに応じた適応処理を行なう高精細テレ
   ビジョン方式であり、受信側で検出できない動き信号を
   予め検出し、上記信号に、受信側で動き検出可能な付加
   信号を付加して伝送する方式において、 上記付加信号として色信号を用い、ガンマ補正をしてい
   ないリニアな信号に対して付加することを特徴とするテ
   レビジョン信号の伝送方式。 ２、受信側で動きに応じた適応処理を行なう高精細テレ
   ビジョン方式であり、受信側で検出できない動き信号を
   予め検出し、上記信号に、受信側で動き検出可能な付加
   信号を付加して伝送する方式において、 上記付加信号として、受像管の管面輝度変化を生じない
   ように補償した信号を用いることを特徴とするテレビジ
   ョン信号の伝送方式。