JPH0260386A - 狭帯域多重サブサンプル伝送装置と送・受信装置 - 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） この発明は、テレビジョン信号をフィールド間ならびに
フレーム間オフセットサブサンプルし帯域圧縮して伝送
する多重サブサンプル伝送方式に係り、特にその伝送帯
域をさらに狭帯域化した伝送方式およびそのための送受
信装置に関するものである。

（発明の概要） この発明は、狭帯域多重サブサンプル伝送方式％式％ 送信側にあっては、走査線数変換器と水平垂直方向デー
タスタッフユニットとこの伝送方式よりも広帯域な伝送
帯域を有する多重サブサンプル伝送方式（具体的にはＭ
ＵＳＥ方式）用に使用されるエンコーダと伝送レート変
換器とを備え、受信側にあっては、伝送レート逆変換器
と水平垂直方向データスタッフユニットと前記エンコー
ダと対をなすデコーダと走査線数逆変換器とを備え、 高品位テレビジョン信号を前記広帯域な伝送帯域よりも
狭帯域な所定の伝送帯域（具体的にはＮＴＳＣ標準方式
の伝送帯域）で伝送可能としている。

これにより既存のエンコーダ、デコーダを流用すること
により、簡単な付加的要素を加えた構成で高品位テレビ
ジョン信号を従来方式より帯域圧縮して伝送できるよう
になった。

（従来の技術） テレビジョン信号を帯域圧縮して伝送する方法の１つに
多重サブサンプル伝送方式、例えば、ＭＵＳＥ（Ｍｕｌ
ｔｉｐｌｅ　５ｕｂ−Ｎｙｑｕｉｓｔ　Ｓａｍｐｌｉｎ
ｇ　Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれる現行の高品位テレビ
ジョン信号多重サブサンプル伝送方式があり、有効に帯
域圧縮伝送が実現されている。

二〇ＭＵＳＥと呼ばれる現行伝送方式の概要は、高品位
テレビジョン映像信号をＡ／Ｄ変換（サンプリング周波
数４８．６　ＭＨｚ）後まずフィールド間オフセットサ
ブサンプリングし、得られた信号を、当該フィールド間
オフセットサブサンプリングに引続くフレーム間オフセ
ットサブサンプリングに先立って、当該フレーム間オフ
セットサブサンプリングのサンプリング周波数より低い
遮断周波数を有するローパスフィルタを用いてフィルタ
して伝送信号を用意している。そして好適には前記フィ
ールド間オフセットサブサンプリングの周波数を２４．
３ＭＨｚ　、前記フレーム間オフセットサブサンプリン
グの周波数を１６．２　ＭＨｚのごとくその比を３：２
としており、この時前記遮断周波数を１２．１５ＭＨｚ
とするのが好適であり、本発明方式に適用される後述の
ＭＵＳＥエンコーダ、ＭＵＳＥデコーダは上述の好適な
例に相当する。

現行の？１ｌＩＳＥ方式に関する説明はこれ以上詳細に
はここでは述べず、本願人が先に出願した特開昭６１−
２６４８８９号公報“多重サブサンプル伝送方式゛。

（文献１）および二宮“′衛星を使うハイビジョン放送
の伝送方式ＭＵＳＥ”ＮＩＫＫＥＩＥＬＥＣＴＲＯＮＩ
Ｃ５（日経エレクトロニクス）　、　１９Ｂ７．１１．
２．　（ｎｏ、４３３）　（文献２）にその詳細参照を
ゆする。

（発明が解決しようとする問題点） ＭＵＳＥ方式はもともと衛星放送に使用するハイビジョ
ン放送を対象に開発された技術であるためそのベースバ
ンドは８　Ｍｌ（ｚであり、これに映像信号が帯域圧縮
されて繰込まれ、音声信号は準瞬時圧伸型のＤＰＣＭ　
（差分パルス符号化変調）で垂直帰線期間に多重されて
いる。従ってハイビジョン信号を地上の放送波、例えば
ＮＴＳＣ方式の６　ＭＨｚの伝送帯域では伝送できない
。６　ＭＨｚの伝送帯域で伝送するためにはハイビジョ
ン信号をさらに帯域圧縮する必要がある。

帯域を圧縮すなわち伝送すべき情報量を削減する方法と
しては、水平方向の伝送すべき画素数を削減するか垂直
方向の走査線数を削減するかが考えられ、基本的な帯域
圧縮のアルゴリズムを既に開発されてきたＭＵＳＥ方式
と類似にとることの利点を考慮すれば、映像信号のサン
プリング周波数を従来の４８．６　ＭＨｚから４３．７
４　ＭＨｚに落し、垂直方向の走査線数を１１２５本か
ら７５０本程度に落すことにより、伝送帯域を現行ＮＴ
ＳＣ方式と互換性のある伝送帯域６　ＭＨｚ以下に圧縮
することが可能であると考えられる。４３．７４ＭＨｚ
のサンプリング周波数と７５０本の走査線数の選択はこ
れに限定されることは勿論ないが、各種条件なかんず＜
　１１２５木と７５０本とが簡単な整数比３：２を呈す
ることから妥当な値である。すなわちこの走査線数７５
０本は入力映像信号がハイビジョン信号であり、その放
送局用スタジオ規格が走査線数１１２５本であることを
考慮して考え出された数値であり、１１２５木の７５０
本への変換も単なる走査線数の間引き操作ではなく、受
信側で１１２５本が復元可能な信号処理方法をとらねば
ならぬ。この信号処理方法についてはすでに各種の方法
が公知であるからここではその具体的方法については触
れない。

さてサンプリング周波数と走査線数が一応決定された段
階で、次にこの方式に係わる新しいエンコーダや新しい
デコーダを設計せねばならない。

この時サンプリング周波数４３．７４ＭＨｚと走査線数
７５０本の数値にまともに取組むと、そのフィールド間
オフセットサブサンプリング周波数もフレーム間オフセ
ットサブサンプリング周波数もそれにともなう各種前置
フィルタの特性もすでにあるＭＵＳＥ方式のエンコーダ
やデコーダのそれらと異なってくるので、走査線数変換
器、逆変換器なども含めて全く新しい設計と装置の製作
が必要となり、前記文献２記載の図３のＭＵＳＥエンコ
ーダのブロック回路例、図１２のＭＵＳＥデコーダのブ
ロック回路例を参照しても明らかなように、その複雑な
構成の故に膨大な経費と労力を要することになる。特に
これらのハードが集積回路で製作されることを考えれば
設計製作にかなりの経費と労力が必要とされることがわ
かる。

そこで本発明の目的は、上述の諸欠点が排除された、Ｎ
ＴＳＣ標準方式とその伝送帯域が互換性のある、ハイビ
ジョン帯域圧縮用の狭帯域多重サブサンプル伝送方式お
よびそのための送信装置と受信装置とを提供せんとする
ものである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明狭帯域多重サブサンプ
ル伝送方式は、テレビジョン信号をフィールド間ならび
にフレーム間オフセットサブサンプルし帯域圧縮して伝
送する多重サブサンプル伝送方式において、送信側にあ
っては、走査線数削減の走査線数変換器と、水平垂直方
向データスタッフユニットと、この伝送方式よりも広帯
域な伝送帯域を有する多重サブサンプル伝送方式用に使
用されるエンコーダと、伝送レート削減の伝送レート変
換器とを備え、前記エンコーダ以外の送信側の各構成要
素の各因子を適切に設定することにより、この伝送方式
の伝送帯域を前記広帯域な伝送帯域よりも狭帯域な所定
の伝送帯域となるようにしてテレビジョン信号を送信す
るとともに、受信側にあっては、伝送レート復元の伝送
レート逆変換器と、水平垂直方向データスタッフユニッ
トと、前記エンコーダと対をなすデコーダと、走査線数
復元の走査線数逆変換器とを備え、前記デコーダ以外の
受信側の各構成要素の各因子を適切に設定することによ
り、この伝送方式で伝送されてきた信号を受信してもと
のテレビジョン信号を復元するようにしたことを特徴と
するものである。

さらに本発明狭帯域多重サブサンプル送信装置は、前記
多重サブサンプル伝送方式に使用される送信装置であっ
て、かつ、該送信装置が、走査線数削減の走査線数変換
器と、水平垂直方向データスタッフユニットと、この伝
送方式よりも広帯域な伝送帯域を有する多重サブサンプ
ル伝送方式用に使用されるエンコーダと、伝送レート削
減の伝送レート変換器とを備えたことを特徴とするもの
である。

さらにまた本発明狭帯域多重サブサンプル受信装置は、
前記多重サブサンプル伝送方式に使用される受信装置で
あって、かつ、該受信装置が、伝送レート復元の伝送レ
ート逆変換器と、水平垂直方向データスタッフユニット
と、この伝送方式よりも広帯域な伝送帯域を有する多重
サブサンプル伝送方式用に使用されるデコーダと、走査
線数復元の走査線数逆変換器とを備えたことを特徴とす
るものである。

（実施例） 以下添付図面を参照し実施例により本発明の詳細な説明
する。

本発明伝送方式に係る送信側エンコーダの略構成例およ
び受信側デコーダの略構成例をそれぞれ第１図と第２図
に示す。この構成例では音声については２チャンネル方
式（Ｂモード）であるため、後に詳述するように送信側
エンコーダ１０のインタリーブ変換器１６が、受信側デ
コーダ２０にインタリーブ逆変換器２７が必要となり、
もし音声が２チャンネル方式でなく４チャンネル方式（
Ａモード）の場合にはこれら変換器１６、逆変換器２７
が不必要となる。これらは本発明方式のエンコーダ１０
およびデコーダ２０にＭＵＳＥ方式（文献１および文献
２に記載されている方式）エンコーダ１４、ＭＵＳＥ方
式デコーダ２３を使用するために生じるものである。

次に第３図と第４図はそれぞれ本発明に係わる信号伝送
形式例（音声Ｂモード）とＭＵＳＥ方式に係わる信号伝
送形式を示したものであり、両図の一番左側の縦の欄の
数字はテレビジョン画像の１フレームの水平走査線数の
ライン番号を示し、一番上の横の欄の数字は伝送される
べきテレビジョン画像のサンプリング画素またはそれに
相当する期間の順番を示している。

さて本発明方式に係るエンコーダ１０およびデコーダ２
０は、音声が２チヤンネルの場合も４チヤンネルの場合
も映像系については同一であるから、説明の順序として
まず映像系について上述の各図面を使用して説明する。

第４図を参照するに、従来公知のＭＵＳＥ方式では、１
水平走査（１ライン）期間には画素４８０ベル（ｐｅｌ
）相当が割当てられて伝送され、１フレームで１１２５
本となるが、本発明伝送方式では伝送帯域を狭帯域化す
るため第３図に示すように、１ライン当り４３２ｐｅｌ
、垂直方向は７５０本程度で伝送が行なわれる。この７
５０本という数値は先にも述べたごと＜　１１２５本と
の間に簡単な整数比３：２を有することから選択された
数値であり、本発明方式はこれに限定されるものではな
い。なお映像に関してのみ考察すれば第４図の従来のＭ
ＵＳＥ方式は１フレーム当り５１６本Ｘ　２　＝１０３
２本であり、これに対応する本発明方式のそれは３４４
本Ｘ　２　＝６８８木とされるのが妥当である。ただし
音声独立データの情報量が多い場合はこの数（６８８本
）を減少させ例えば３２０本Ｘ　２　＝６４０本程度と
して伝送する方式％式％ 第１図示本発明方式エンコーダにおいては、入力映像信
号をまずＡ／Ｄ変換器１１において４３．７４ＭＨｚで
ＡＩＤ変換すると１フレームは１２９０ｐｅｌ　Ｘ　１
１２５本となる。この状態は第５図（ａ）にしめされる
。このディジタルデータを走査線数変換器（１１２５→
７５ｏ）１２を使用して走査線数の変換を行ない７５０
本にする。この状態は第５図（ｂ）に示される。その後
に設置される第１図のＭＵＳＥエンコーダ１４が入力と
して受けいれられる１フレームの構成は、１４４０ｐｅ
ｌｘ１１２５木であるから、これに合わせるため第５図
（ｂ）の状態に一定値（例えば零）のダミー信号を付加
して第５図（ｃ）の状態にする。この処理は水平垂直方
向データスタッフユニッ目３で行なわれ、■ラインは１
２９０クロツクから１４４０クロツクに走査線数は７５
０本から１１２５本に増加され、ＭＵＳＥエンコーダ１
４との整合性がはかられる。

水平垂直方向データスタッフユニット１３の出力をＭＵ
ＳＥエンコーダ１４に入力すれば、その出力には伝送レ
ー目６．２　ＭＨｚの信号形態が得られる。所がこの信
号形態には先に述べたダミー信号もあり、これは伝送し
なくてもよいので最終的には伝送レートは９．６５５２
　ＭＨｚに落すことができる。この伝送レートの変換は
書込み読出し操作機能を有するメモリ内蔵の伝送レート
変換器１７により実施され、その出力がＤ／Ａ変換器１
８によりアナログ信号に変換されて送出信号とされる。

ダミー信号を重畳したＭＵＳＥエンコーダ１４からの出
力の信号伝送形式を第６図に示すが、この図でハツチを
施した部分は本発明方式では伝送しない領域すなわちダ
ミー信号が重畳された部分である。またこの図から明ら
かなように、入力音声信号もＭＵＳＥ音声エンコーダ１
５および２チャンネル音声方式の場合にはさらにインタ
リーブ変換器１６を介してＭＵＳＥエンコーダ１４に人
力されているので、その映像信号の垂直帰線期間に相当
する部分にすでに多重されている。

第３図、第４図、第６図の信号伝送形式のなかでＶＩＴ
Ｓ　＃１　、ＶＩＴＳ　＃２はフレームパルスラインで
あるが、このラインにはｖｅｒｔｉｃａｌ　１ｎｔｅｒ
ｖａｌ　ｔｅｓｔｓｉｇｎａｌを含んでおりデコーダ側
では伝送路の歪を検出するための基準信号として使用さ
れている。

またＧはガートバンド信号である。音声が４チャンネル
方式の場合は、その信号伝送形式は第３図示のそれとは
異なり例えば走査線数は７４５本ではす＜　７９３木で
、当然音声２チヤンネルの第６図に相当するパターンも
それとは異なってくるが、ここではそれらは省略する。

第２図示の受信側デコーダではエンコーダ側とほぼ逆の
処理をすればよい。受信されたアナログ信号は、まずΔ
／Ｄ変換器２１で９．６５５２　ＭＨｚのサンプリング
周波数でディジタル変換される。この変換されたデータ
はＭＵＳＥデコーダ２３が受入れることの可能な４８０
ｐｅｌ　Ｘ　１１２５木の形態としなければならない。

受信されたデータは第９図（ａ）の状態であるから、エ
ンコーダにおいてダミーのデータを加えた時と同様に一
定値例えば零のデータを加えて１フレームを４３２ｐｅ
ｌ　Ｘ　７５０本から４８０ｐｅｌ　Ｘ　１１２５本の
状態に変換する。この変換は伝送レート逆変換器と水平
垂直方向データスタッフユニット２２において実施され
る。この処理の前後のデータ構成状態を第９図（ａ）　
、　（ｂ）に示す。第９図（ａ）　、　（ｂ）において
伝送されてきた垂直方向の走査線数は７５０本としであ
るが、これは音声２チャンネル方式の７４５木と音声４
チャンネル方式の７９３本を統合したものでエンコーダ
側と同じように取扱ったものである。ブロックユニット
２２からの出力はＭＵＳＥデコーダ２３においてデコー
ダ処理が行なわれ、その出力は第９図（ｃ）に示す状態
となっており、これをライン逆変換器２４において７５
０木→１１２５木の逆変換を行なえば第９図（ｄ）とな
る。ここで有効なデータは１４４０ｐｅｌ中１２９０ｐ
ｅｌであるから、水平方向スタッフデータ削除器で１ラ
インの１４４０ｐｅｌを１２９０ｐｅｌにおとして不要
のデータを削除し、これを１ラインとして４３．７４Ｍ
ＨｚでＤ／Ａ変換器でＤ／Ａ変換すれば、もとのハイビ
ジョンの１フレ一ム分の映像を復元することができる。

°第９図（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）でハツチ部分
は本発明でダミーまたは意味のないデータ部分である。

また音声信号は同時にＭＵＳＥデコーダ２３より抽出さ
れ、２チャンネル方式の時はインタリーブ逆変換器２７
を介し、４チャンネル方式の時は直接ＭＵＳＥ音声デコ
ーダに入力されて音声出力が得られる。

次に音声信号の処理に言及する。音声は送信側の第１図
示ＭｔｌｓＥ音声エンコーダの出力ではインタリーブが
かかっている。このため２チャンネル方式と４チャンネ
ル方式では単位とする１フレームのデータ数が異なるた
めそれぞれ別の処理が必要となる。ＭＵＳＥエンコーダ
内では１５フレームのインタリーブが行なわれ、２値３
値変換がなされ、映像の垂直帰線期間に音声が多重され
るので、音声のデータレートは１５ｘ　３　ｘ６０＝２
７００の倍数でなくてはならない。ＭＵＳＥ方式の１３
５０Ｋｂｉｔ／ｓはこの条件を満足するが、本発明方式
で音声２チヤンネルの場合には、例えば７０２　Ｋｂｉ
ｔ／ｓとすればこれが満足される。

音声４チャンネル方式では、現行のＭＵＳＥ方式と同一
形態であるから、ＭＩＩＳＥ音声エンコーダ内の簡単な
改修により対応できるが、２チャンネル方式ではＭＵＳ
Ｅ音声エンコーダのインタリーブを７０２にｂｉｔ／ｓ
用に変換する必要がある。このため第１図示のようにそ
のエンコーダ側にインタリーブ変換器１６、そのデコー
ダ側にインタリーブ逆変換器２７が必要となる。

第７図、第８図に音声２チャンネル方式のベースバンド
多重形態と音声データの伝送形式とを示す。第８図は音
声２チヤンネルと独立データの一部をＭｔｌＳＥ音声デ
ータ伝送形式（Ａモード）削除したものであり、他の部
分はＭＵＳＥ方式と同一である。

よって既存のＭＵＳＥ音声エンコーダ、ＭｔｌＳＥ音声
デコーダを必要最小限の改修で使用でき、ＭＵＳＥ方式
および本発明方式両者に対応するエンコーダ、デコーダ
も同時に構成できる。

最終的には伝送ベースバンドは２チャンネル方式では４
．８２７６ＭＨｚ、４チャンネル方式では５．１２５Ｍ
Ｈｚである。本発明方式の音声４チャンネル方式では、
音声伝送のための垂直帰線期間（４６ライン＋４ライン
）がＭＵＳＥ方式のそれ（４０ライン＋４ライン）に比
し大きくなる。このためのデータレート変換、水平同期
信号のすげ替えはそれらの使用するＭＵＳＥエンコーダ
の内部、ＭＵＳＥエンコーダの内部において行なう必要
があるが、このための改修はわずかである。

また本発明方式音声チャンネル方式の伝送帯域５．１２
５ＭＨｚを５　ＭＨｚ以下にするには、映像のライン数
を削減して伝送すればよい。例えば１フイールド３４４
ラインを３３０ラインにすると伝送帯域は４．９４ＭＨ
ｚとなる。ただしこの場合は受信画像の上下に４％程度
の黒が出るが実用上の問題はない。

（発明の効果） 以上詳細に述べてきたように、本発明方式の狭帯域多重
サブサンプル伝送方式のエンコーダ、デコーダはすでに
あるＭＵＳＥ方式のエンコーダ、デコーダを共に組込ん
で、それ以外の付加的構成要素は簡単なもので構成する
ことができ、ＭＵＳＥ方式、本発明方式の両者に対応可
能なエンコーダ、デコーダを容易に構成でき互換性を高
からしめることができる。かくて高品位テレビジョン信
号をＮＴＳＣ標準方式と互換性のある伝送帯域で容易に
伝送できるようになった。

特にデコーダははじめから両方式に対応できるように設
計製作すれば、ＩＣ製造メーカの工場などでは同一製造
ラインで対応が可能であり、デコーダの量産性を考える
と大きな利点のあることが考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明伝送方式に係るエンコーダ、デ
コーダそれぞれの略構成例を示し、第３図、第４図は本
発明伝送方式およびＭＵＳＥ方式それぞれの信号伝送形
式を示し、 第５図は本発明伝送方式エンコーダの映像１フレームの
データ変換の様子を示し、 第６図はＭＵＳＥ方式と本発明方式の信号伝送形式の比
較を示し、 第７図、第８図は本発明伝送方式音声２チヤンネル方式
のベースバンド多重形態および音声データの伝送形式そ
れぞれを示し、 第９図は本発明伝送方式デコーダの映像１フレームのデ
ータ変換の様子を示す。 １０・・・本発明伝送方式のエンコーダ１１・・・Ａ／
Ｄ変換器　　　　１２・・・走査線数変換器１３・・・
水平垂直方向データスタッフユニット１４・・・ＭＵＳ
Ｅエンコーダ １５・・・ＭＵＳＥ音声エンコーダ １６・・・インタリーブ変換器 １７・・・伝送レート変換器　１８・・・Ｄ／Ａ変換器
２０・・・本発明伝送方式のデコーダ ２１・・・Ａ／Ｄ変換器 ２２・・・伝送レート逆変換器と水平垂直方向データス
タッフユニット ２３・・・ＭＵＳＥデコーダ　　　２４・・・走査線数
逆変換器２５・・・水平方向スタッフデータ削除器２６
・・・Ｄ／Ａ変換器 ２７・・・インタリーブ逆変換器 ２８・・・ＭＵＳＥ音声デコーダ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テレビジョン信号をフィールド間ならびにフレーム
   間オフセットサブサンプルし帯域圧縮して伝送する多重
   サブサンプル伝送方式において、 送信側にあっては、走査線数削減の走査線数変換器と、
   水平垂直方向データスタッフユニットと、この伝送方式
   よりも広帯域な伝送帯域を有する多重サブサンプル伝送
   方式用に使用されるエンコーダと、伝送レート削減の伝
   送レート変換器とを備え、 前記エンコーダ以外の送信側の各構成要素の各因子を適
   切に設定することにより、この伝送方式の伝送帯域を前
   記広帯域な伝送帯域よりも狭帯域な所定の伝送帯域とな
   るようにしてテレビジョン信号を送信するとともに、受
   信側にあっては、伝送レート復元の伝送 レート逆変換器と、水平垂直方向データスタッフユニッ
   トと、前記エンコーダと対をなすデコーダと、走査線数
   復元の走査線数逆変換器とを備え、 前記デコーダ以外の受信側の各構成要素の各因子を適切
   に設定することにより、この伝送方式で伝送されてきた
   信号を受信してもとのテレビジョン信号を復元するよう
   にしたことを特徴とする狭帯域多重サブサンプル伝送方
   式。 ２、請求項１記載の伝送方式において、送信側にさらに
   音声用インタリーフ変換器を、受信側にさらに音声用イ
   ンタリーフ逆変換器を備えたことを特徴とする狭帯域多
   重サブサンプル伝送方式。 ３、請求項１または２記載の伝送方式において、前記エ
   ンコーダと前記デコーダがそれぞれＭＵＳＥエンコーダ
   とＭＵＳＥデコーダであり、前記所定の伝送帯域がＮＴ
   ＳＣ標準方式のそれであることを特徴とする狭帯域多重
   サブサンプル伝送方式。 ４、請求項１記載の伝送方式に使用される送信装置であ
   って、かつ、該送信装置が、走査線数削減の走査線数変
   換器と、水平垂直方向データスタッフユニットと、この
   伝送方式よりも広帯域な伝送帯域を有する多重サブサン
   プル伝送方式用に使用されるエンコーダと、伝送レート
   削減の伝送レート変換器とを備えたことを特徴とする狭
   帯域多重サブサンプル送信装置。 ５、請求項１記載の伝送方式に使用される受信装置であ
   って、かつ、該受信装置が、伝送レート復元の伝送レー
   ト逆変換器と、水平垂直方向データスタッフユニットと
   、この伝送方式よりも広帯域な伝送帯域を有する多重サ
   ブサンプル伝送方式用に使用されるデコーダと、走査線
   数復元の走査線数逆変換器とを備えたことを特徴とする
   狭帯域多重サブサンプル受信装置。