JPH0279574A - 映像信号伝送方式 - Google Patents

映像信号伝送方式

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JPH0279574A
JPH0279574A JP63229900A JP22990088A JPH0279574A JP H0279574 A JPH0279574 A JP H0279574A JP 63229900 A JP63229900 A JP 63229900A JP 22990088 A JP22990088 A JP 22990088A JP H0279574 A JPH0279574 A JP H0279574A
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JP
Japan
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signal
frequency
video signal
circuit
sampling
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JP63229900A
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Inventor
Takahisa Emori
江森 隆久
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ATEIN KAIHATSU KK
Original Assignee
ATEIN KAIHATSU KK
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Publication date
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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〕 本発明は映像信号伝送方式に係り、特にサブナイキスト
サンプリングによる映像信号伝送方式に関する。
〔従来の技術〕
従来より、映像信号の必要最高周波数「mの2倍の周波
数である最小ナイキスト周波数より低い周波数で、かつ
、%ラインオフセット周波数に選んだ標本化周波数で映
像信号を標本化(サンプリング)するサブナイキストサ
ンプリングが知られている。
このサブナイキストサンプリングはフレーム相関性とい
う映像信号特有の性質を利用したもの(゛あり、伝送帯
域を狭帯域にできるので、広帯域の映像信号を狭帯域の
伝送路で伝送でき、解像度を改善することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、サブナイキストサンプリングによる映像信号
伝送方式においては、静止画でのサンプリングによる劣
化はないが、動画ではフレーム1mの映像が異なるため
、再生画像が残像感の強い二重像となってしまう。
一方・ライン相関を利用したサンプリング補間方式にお
いては、動画でもライン相関がある限り残像感はなくな
るが、ライン相関の無い画像(例えば45°の傾きの線
など)については完全な映像再現ができない部分がある
。
また、ライン相関の無い画像については、ライン相関を
利用したY/C分離回路では完全にY/C分離できない
ため、輝度信号に搬送色信号が混入してしまい、サブナ
イキストサンプリングによる輝度信号の標本化周波数と
色副搬送周波数との差の周波数のビート成分が生じ、こ
れが画面上に比較的幅の広い縦縞状のビート妨害となっ
て現われるという問題があった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、既存の
映像機器との互換性を確保しつつ、動画に対しても高解
像度でしかもビート妨害が目立Iζない映像信号伝送方
式を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の映像信号伝送方式は、送信側において最高周波
数f7Hの映像信号を次式 %式%) (ただし、M、Nは正の整数、N>M、N/Mは既約分
数、fl)は映像信号の水平走査周波数)を満足するサ
ンプリング周波数fc  (ただし、fcは既存の伝送
路の伝送R1X周波数の2倍以下の周波数で、f(>f
、)で、かつ、1フイールド毎に位相が反転する第1の
サンプリングパルスで標本化して標本化信号を生成し、
この標本化信号をアナログ映像信号に変換した優、上記
既存の伝送路へ送出する。
一方、受信側においては上記アナログ映像信号を前記周
波数fcで、かつ、1フイールド毎に位相が反転する第
2のサンプングパルスで標本化して再標本化信号を生成
し、この再標本化信号をル−ムメモリに通して得た現フ
ィールドと2フイールド前の計2フィールド分の第1の
合成信号と、第1の合成信号を所定水平走査期間遅延す
る「延回路の出力遅延信号とに基づいてライン相関を利
用した補間処理を行なって第2の合成信号を生成する。
そして、上記第1の合成信号の各画素とその周囲の画素
との差分から前記アナログ映像信号が動画か否かを検出
する動画検出回路の出力検出信号により、動画検出時は
第2の合成信号を選択出力し、動画非検出時は第1の合
成信号を選択出力するスイッチ回路より取り出された第
1又は第2の合成信号をクロック周波数2fcのOA変
換器を通して再生映像信号を得る。
〔作用〕
上2第1の合成信号は静止画の場合はライン相関のない
画面でもフレーム相関があるから、画質の劣化はない。
一方、動画の場合はライン相関がある限りライン相関を
利用した補間処理による残像感のない画像を得ることが
できる。従って、上記のスイッチ回路からは動画、静止
画に応じて常に画質の劣化が少ない方の合成信号が取り
出されることになる。
このスイッチ回路の出力合成信号は1フイ一ルド分の標
本化周波数fCの再標本化信号の各画素と他の1フイ一
ルド分の標本化周波数fcの再標本化信号の各画素とが
互いに異なる位置に合成されてなる信号であるから、実
質的に標本化周波数2fcの信号である。
そこで、このスイッチ回路の出力合成信号をクロック周
波数2fcのDA変換器を通すことにより、伝送路の伝
送周波数よりも高い最高周波数fmを有する再生アナロ
グ映像信号を得ることができる。
しかも、前記第1及び第2のサンプリングパルスは位相
が1ノイールド毎に反転するので、奇数フィールドのサ
ンプリング位相と偶数フィールドのサンプリング位相と
が180°異なり、このためライン相関がない画像のた
めにY/C分離が不十分である映像信号に対しても、前
記ビート妨害は画面上、隣り合う2フレームで互いに異
なる位置に現われるので、再生アナログ映像信号の再生
画面に現われるビート妨害は視覚上押[fされる。
〔実施例〕
第1図は本発明の送信系(記録系)の一実施例のブロッ
ク系統図を示す。本実施例はVTRに本発明を適用した
例で、入力端子1に入来した広帯域のNTSC方式カラ
ー映像信号は、Y/C分離回路2に供給される。Y/C
分離回路2は1ト1(ただし、Hは水平走査期間:以下
同じ)遅延回路とその入出力を加減算する回路とよりな
るくし形フィルタを用いた公知の回路で、搬送色信号が
帯域共用多重化されている高周波数領域の輝度信号成分
を損うことなく、輝度信号だけをNTSC方式カラー映
像信号から分離し、また搬送色信号だけを分離する。
分離された輝度信号はその最高周波数が例えば4.2M
 Hzと広帯域であり、この輝度信号は低域フィルタ(
LPF)3に供給され、ここで後述のサンプリング周波
数fcI以上の周波数成分を除去された後AD変換器4
に供給される。
AD変換器4は入力輝度信号をサンプリング周波数fc
Iで、かつ、1フイールド毎に位相が反転するようにさ
れたサンプリングパルスでサンプリングして標本化信号
を生成する。ここでは、上記のサンプリング周波数fc
+ は航記式中、N=637、M=2の場合の5.01
t363 MHz (以下、便宜上、5MHzという)
に選定されている。
このサンプリング周波数5MHzは、現行のNTSC方
式の映像信号の最高周波数4.2MHzより高い周波数
であるという条件と、また後述の既存のVTRの記録再
生帯域の最高周波数である3MHz程度の2倍の周波数
より低い周波数であるという条件の両方を満たしている
。
また、上記1フイールド毎に位相が反転するサンプリン
グ周波数5MHzによってサンプリングされた輝度信号
のサンプリング点は、画面上において図示すると、第2
図に模式的に示す如くになる。第2図かられかるように
、サンプリング点は第1フイールドでは黒丸、第2フイ
ールドでは黒画角、第3フイールドでは白丸、第4フイ
ールドでは白画角で夫々示す位置のものとなり、勺ンブ
リング点は各ノイールドで異なり、4ノイールド(2フ
レーム)で−巡する。
再び第1図に戻って説明するに、At)変換器4より取
り出された標本化信号はDA変換器5に供給され、ここ
でクロック周波数5MHzに基づいてディジタル−アナ
ログ変換されてアナログ映像信号に戻された後、カット
オフ周波数f c / 2(すなわち、2.5MHz)
の低域フィルタ(L PF)6によりサンプリング周波
数fcIの%倍以Fの輝度信号がP波されて既存のVT
Rの記録系へ供給される。
他方、前記Y/C分離回路2より分離された搬送色信号
は、デコーダ8によりデコードされて2種類の色差信号
(R−Y)及び(B−Y)とされた後、後述のサンプリ
ング周波数fC2以上の周波数成分を折り返し歪が生じ
ないように除去する低域フィルタ(LPF)9.10を
夫々通してスイッチ回路11に供給され、ここで時系列
的に合成されてから、AD変換器12に供給される。
AD変換器12は入力順次色差信号をサンプリング周波
数fC2で、かつ、1ノイールド毎に位相が反転するよ
うにされたサンプリングパルスでサンプリングして標本
化信号を生成する。なお、1フイールド毎の位相反転は
行なわなくとも差し支えない。上記のサンプリング周波
数fC2は前記サンプリング周波数fcIのイ倍の周波
数の1.2528407M tl z (以上、便宜上
、1.2!1MH2という)に選定されている・ このサンプリング周波数rC2は色差信号の最高周波数
より高く、また既存のV 1− Rの記録再生帯域の最
高周波数の2倍の周波数である約68112よりも低い
周波数である。
AD変換器12より取り出された順次色差信号の標本化
信号のサンプリング点は、画面上において輝度信号のサ
ンプリング点と共に図示すると、第3図(A)、(B)
に示す如くになる。同図(A)、(B)において、丸は
輝度信号のサンプリング点、X印は色差信@ (R−Y
)のサンプリング点、Δ印は色差信号(B−Y)のナン
プリング点を示す。また、同図(A)は第1.第2フイ
ールドのときのサンプリング点、同図(B)は第3、第
4フイールドのときのサンプリング点を示しサンプリン
グ点は隣り合う2フレームで異なる位置に配置される。
第1図のΔD変換器12より取り出された順次色差信号
の標本化信号はDA変換器13及び14に夫々供給され
、ここで互いに異なる位相で、かつ、繰り返し周波数f
c2のクロックパルスに基づいてOA変換される。これ
により、DA変換器13からはアナログ色差信号(R−
Y)が取り出され、またDA変換器14からはアナログ
色差信号(B−Y)が取り出される。
これらの色差信号は低域フィルタ(LPF)15.16
によりfcz/2の周波数(ここでは625kHz)以
下の信号成分がP波された後エン゛コーダ17に供給さ
れ、ここでNTSC方式に準拠した色r11搬送周波数
3.58MHzの搬送色信号に変換されてから出力端子
18を介して既存のVT Rの記録系へ供給される。
既存のVTRがコンポジット映像信号の入力端子だけを
持っている場合は、上記の出力端子7゜18の出力輝度
信号と出力搬送色信号は加算合成されてコンポジット映
像信号入力端子へ入力されるが、輝度信号、搬送色信号
専用の記録入力端子を有している場合はそのまま入力さ
れる。
既存のVTRにより磁気テープに記録されたカラー映像
信号は、輝度信号についてみると、第2図の説明からも
明らかなように、第1フイールドでは画面上第4図(A
>に模式的に示すサンプリング点の映像信号であり、第
2フイールドでは第4図(B)に、第3フイールドでは
第4図(C)に、更に第4フイールドでは第4図(D)
に夫々模式的に示すサンプリング点の映像信号である。
またその帯域は2.5M Hzなので、既存のVTRに
より支障なく記録できる。
かかるカラー映像信号が記録された記録済磁気テープを
、既存のVTRで再生した場合は、画面上には第1フイ
ールド、第2フイールド、第3フイールド、第4フイー
ルドの順で一巡するように、第4図(A)、(B)、(
C)及び(D)に模式的に示す4フイ一ルド周期のサン
プリング点の画像が再生表示されることになる。従って
、本実施例によれば、既存のVTRで記録再生ができ、
その再生カラー映像信号を既存のテレビジョン受像機で
、実用上差し支えない程度の画質で表示することができ
る(すなわち、互換再生が確保できる)。
次に本発明の受信系(再生系)の一実施例について説明
する。第5図は本発明方式の受信系(再生系)の一実施
例のブロック系統図で、上記の如く既存のVTRで再生
されたカラー映像信号は公知の手段により再生輝度信号
と内生搬送色信号とに変換され、そのうち再生輝度信号
は入力端子20に入力され、再生搬送色信号は入力端子
21に入力される。
再生輝度信号はカットオフ周波数rc+/2(ここでは
2.5HIIz )の低域フィルタ22により不要高周
波成分が除去された後、AD変換器23に供給され、こ
こで繰り返し周波数5MHzで、かつ、1フイールド毎
に位相が反転するサンプリングパルスでサンプリングさ
れて再標本化信号となる。
この再標本化信号は画素データからなるディジタル信号
で、1フイールド毎に切換ねるスイッチ回路24を通し
てフィールドメモリ25.26゜27及び28に順次に
入力される。フィールドメモリ25〜28に順次に入力
される4フイ一ルド周期の再標本化信号は、フィールド
メモリ25〜28で各1フイ一ルド分の画素データが蓄
積された後読み出される。フィールドメモリ25と27
から夫々読み出された第1.第3フイールドの再標本化
信号からなる合成信号と、フィールドメモリ26と28
から夫々読み出された第2.第4フイールドの再標本化
信号からなる合成信号とは、スイッチ回路29により1
フイールド毎に交互に選択出力される。
前記したように、スイッチ回路29の出力合成信号は1
フレ一ム分の画素データからなり、実質的に標本化周波
数2fc+(ここでは10MHz )とされた再標本化
信号であり、補間処理回路30゜1日遅延回路31.動
画検出回路32及びスイッチ回路33の端子33aに夫
々供給される。
補間処理回路30と111遅延回路31とよりなる回路
部は、本発明者が先に特願昭63−107712号で提
案したライン相関を利用したサンプリング補間方式の回
路部で、補間処理回路30からは上記再標本化信号を1
1」遅延回路31により111遅延して得られた遅延再
標本化信号の高域成分と入力再標本化信号の低域成分と
よりなる第1の合成再標本化信号と、入力再標本化信号
とを1/(2fc + )毎に交互に時系列的に合成し
てなる第2の合成再標本化信号が取り出され、スイッチ
回路33の端子33bに入力される。
このスイッチ回路33は動画検出回路32の出力検出信
号によりスイッチング制御され、動画検出時は端子33
bの入力合成再標本化信号を選択出力し、使方、静止画
検出時は端子33aの入力再標本化信号を選択出力する
。
この動画検出回路32の動画検出原理は隣り合うライン
の輝度信号の再標本化信号のレベル差を利用する。すな
わち、之ラインと2+1ラインの2ラインの画素(サン
プリング点)の一部分を第6図に示し、画素Pn”−P
usの信号レベルをyu〜y169画素P21〜P2B
の信号レベルをV21〜V26とすると、画素PI3に
ついては α13 = (V12 十V23 ) −(Vi3+V
22)なる式によりαI3を算出し、同様に画素PHに
ついては αμ= (Vi3+V24 ) −(714+’l/2
3 )なる式によりαHを算出する。そして、動画検出
の基準として 1α+31>A、lαHl>A及び α13・αs <Q (ただしΔは正の定数)とすると
、これら3つの条件を同時に満足する静止画パターンの
頻度は極めて少ないため、動画の検出として使用可能に
なる。
この他にも、動画検出方法はあるが、基本的にはある画
素の動画検出をその周囲の8画素で判断するものである
。
第7図は上記の原理に基づく動画検出回路32の一実施
例の回路系統図を示す。同図中、53はスイッチ回路2
9の出力再標本化信号入力端子。
54はそれを1日遅延した遅延再標本化信号入力端子で
ある。
ラッチ55〜58は10MHzのクロックで駆動される
8ビツトのラッチで、入力データの保持を行なう。加算
器59.60でラッチ55〜58の各出力の加算を行な
い、インバータ61で補数にし、加算器62で減算を行
なう。加算器62は2の補数表示の8ビツトのデータを
ラッチ63に出力すると共に、1ビツトの桁上げ信号を
ラッチ64に供給する。この桁上げ信号は桁上げ時、す
なわちラッチ63の入力データが負のときにのみ“1”
となる。
排・池内論理和回路65は上記のラッチ64の出力によ
り、ラッチ63から並列に取り出された8ビツトのデー
タを絶対値に変換する。この排他的論理和回路65の出
力信号Bは、前記1α131゜1αI41などに相当し
、比較器66に供給されてしきい値発生回路67よりの
しきい値へと大小比較される。
比較器66はB>Aなる条件が成立したときのみ、例え
ばハイレベルの信号を出力してラッチ68.69を通し
てOR回路70に供給する。OR回路70は連続する2
画素からの値1α131゜1αH1が共にAより大のと
きのみハイレベルの信号をAND回路71へ供給する。
ここで、上記のAの値は、動画か静止画かの判定のしき
い値であり、経験則によって所定値に設定されている。
一方、ラッチ64の出力が供給されるラッチ72と排他
的論理和回路73とにより、正負が交互になった時ハイ
レベルの信号を排他的論理和回路73より出力する。こ
れにより、1α131×1α141<0のときにラッチ
74にハイレベルがラッチされ、かつ、OR回路35を
通してAND回路71に供給される。従って、AND回
路71より出力端子76へ前記した3つの条件を同時に
満足するときのみハイレベルの信号が動画検出信号とし
て取り出されることになる。
再び第5図に戻って説明するに、スイッチ回路33より
取り出された合成信号はクロック周波数2fc+  (
ここでは10MHz )で動作するDA変換器34によ
りディジタル・アナログ変換された後、低域フィルタ(
LPF)35により周波数fc+(すなわち、5MHz
)以下の信号成分、すなわち最高周波数4.2MHzの
輝度信号がP波されて出力端子36へ出力される。
一方、再生搬送色信号はデコーダ37によりデコードさ
れ、カットオフ周波数f C2/ 2の低域フィルタ(
LPF)38.39を通されて2種類の色差信号(R−
Y)、(B−Y)とされた後スイッチか回路40により
順次色差信号に変換されてへ〇変換器41に供給される
。
AD変換器41は繰り返し周波数fez(ここでは1.
25 MHz )のサンプリングパルスで人力順次色差
信号を再標本化する。得られた再標本化信号は破線42
で囲んだ回路と同一構成の回路43によりフレーム合成
標本化信号とされた侵、破線44で囲んだ回路と同一構
成の回路45により、動画検出時はライン相関を利用し
た補間処理を行なった合成信号を選択出力され、静止画
検出時は実質的にリンプリング周波数2fczで標本化
されたとみなせるフレーム合成再標本化信号を選択出力
されて、DA変換器46及び47に供給される。
DA変換器46及び47は夫々2fc2の繰り返し周波
数で1.かつ、互いに位相が異なるクロックパルスで動
作し、DA変換器46からはアナ【コグ色差信号(R−
Y)だけが取り出され、DA変換器47からはアナログ
色差信号(B−Y)だけが取り出される。
これらのアナログ色差信M (R−Y)及び(B−Y)
は夫々記録系のり、PF9.10の出力アナログ色差信
号と同じ広帯域の色差信号であり、エンコーダ48に供
給されてNTSC方式に準拠した色副搬送波周波数3.
58MHzの搬送色信号に変換された後、中心周波数3
.58 MHz 、通過帯域2 M Hzの帯域フィル
タ(BPF)49により不要周波数成分が除去されて再
生搬送色信号として出力端子50へ取り出される。
このように、本実施例によれば、動画検出時にはライン
相関を利用した補間処理による再標本化信号を用いて再
生映像信号(輝度信号及び搬送色信号)を得ており、こ
のときの再生映像信号には若干の折返し成分は含まれて
いるが、その量は通常の画像では問題ない程度のmであ
り、3 M Hz程度の伝送帯域を持つ既存のVTRに
比べて広帯域の再生映像信号が得られるから水平解像度
は向上しており、また垂直解像度は低域成分をそのまま
使用するので劣化させることはない。しかも、フレーム
相関でなくフィー、ルド内相関又はライン相関を利用し
ているから、動画やフレーム相関のない画像でも十分な
高解像度が得られる。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、サンプリング周波数は5 M Hzに限定されるもの
ではなく、映像信号はハイビジョン信号でも適用でき、
更にディスク等の他の記録媒体に映像信号を記録再生す
る装置や、また史には有線あるいは無線により映像信号
を伝送する伝送方式一般に広く適用することができるも
のである。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明によれば、既存の伝送路の伝送帯域
より広帯域の映像信号を帯域圧縮して伝送できると共に
、既存の受信系でも画質の劣化をもたらさずに互換再生
でき、また画像が動画か静止画のどちらであっても常に
残像感の全く又は殆どない再生映像信号を19ることが
でき、更にY/C分離が不十分である映像信号に対して
も、サブナイキストサンプリングによるビート妨害は視
覚上抑圧され、殆ど目立なくすることができ、しかも、
従来より十分に高い水平解像度の高品質の再生画像を得
ることができる等の特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の送信系の一実施例のブロック系統図、
第2図は本発明による画面上での輝度信号のサンプリン
グ点の一例を示す図、第3図は本発明による画面上での
輝度信号及び色差信号のサンプリング点の一例を示す図
、第4図は第1図図示ブロック系統による記録映像信号
の各フィールドでのサンプリング点の説明図、第5図は
本発明の受信系の一実施例のブロック系統図、第6図は
本発明の受信系での動画検出原理の説明図、第7図は動
画検出回路の一実施例の回路系統図である。 1・・・カラー映像信号入力端子、2・・・Y/C分頗
分路回路、12,23.41・・・AD変換器、5゜1
3.14.34.46.47・・・DA変換器、8゜3
7・・・デコーダ、17.48・・・エンコーダ、25
゜28・・・フィールドメモリ、30・・・補間処理回
路、31・・・1H遅延回路、32・・・動画検出回路
。 特許出願人 7デイン開発株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 送信側において最高周波数f_mの映像信号を次式 f_c=(N/M)×f_H (ただし、M、Nは正の整数、N>M、N/Mは既約分
    数、f_Hは該映像信号の水平走査周波数)を満足する
    サンプリング周波数f_c(ただし、f_cは既存の伝
    送路の伝送最高周波数の2倍以下の周波数で、f_c>
    f_m)で、かつ、奇数フィールドと偶数フィールドと
    で位相が180゜異なる第1のサンプリングパルスで標
    本化して標本化信号を生成し、該標本化信号をアナログ
    映像信号に変換した後、上記既存の伝送路へ送出し、 受信側において該アナログ映像信号を前記周波数f_c
    で、かつ、奇数フィールドと偶数フィールドとで位相が
    180゜異なる第2のサンプリングパルスで標本化して
    再標本化信号を生成し、 該再標本化信号をフレームメモリに通して得た現フィー
    ルドと2フィールド前の計2フィールド分の第1の合成
    信号と、該第1の合成信号を所定水平走査期間遅延する
    遅延回路の出力遅延信号とに基づいてライン相関を利用
    した補間処理を行なって第2の合成信号を生成し、 該第1の合成信号の各画素とその周囲の画素との差分か
    ら前記アナログ映像信号が動画か否かを検出する動画検
    出回路の出力検出信号により、動画検出時は該第2の合
    成信号を選択出力し、動画非検出時は該第1の合成信号
    を選択出力するスイッチ回路より取り出された該第1又
    は第2の合成信号をクロック周波数2f_cのDA変換
    器を通して再生映像信号を得ることを特徴とする映像信
    号伝送方式。
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