【発明の詳細な説明】
補助搬送波を有する改良両立性
テレビジョン・システム
この発明は、補助ベースバント情報か補助搬送波信号を変調するようにされた、
ワイドスクリーン高鮮明度テレビジョン(HDTV) ・システムに関するもの
である。
米国その他て採用されているNTSC放送方式による受像機などの従来のテレビ
ジョン受像機は43のアスペクト比(表示画像の輻対高さの比)を持っている。
最近、テレビジョン受像機システムに対して、より高いアスペクト比1例えば、
2.l、16・9あるいは5−3などを用いることに関心か寄せられているか、
これは、このような高アスペクト比は、従来のテレビジョン受像機の4・3のア
スペクト比よりも、人間の目のアスペクト比により近似するかあるいは等しいた
めである。5・3のアスペクト比は映画フィルムのアスペクト比に近似しており
、そのような信号は画像情報の端を切離すことなく伝送し受信てきるのて、この
アスペクト比のビデオ情報信号か特に注目されている。しかし、従来システムに
比してアスペクト比か大きな信号を単に送信するワイドスクリーン・テレビジョ
ン・システムは、従来のアスペクト比の受像機と両立しない(インコンパチブル
)、このことか、ワイドスクリーン・システムの広汎な採用をむずかしくしてい
る。
従って、従来のテレビジョン受像機と両立する(コンパチブルな)ワイドスクリ
ーン・システムを得ることか望まれる。その上、このような両立性ワイドスクリ
ーン・システムか、より良好な画像細部(ディーチル)を与えるように表示画像
の鮮明度を増強する、あるいは拡張するための手段を持っていれば、なお望まし
い0例えば、そのようなワイドスクリーンHDTV (高鮮明度テレビジョン)
システムには、順次走査画像を供給する装置を持っているものかある。そのよう
なワイドスクリーンHDTVシステムの一例が、アイ・イー・イー・イートラン
ザクションズ オン ブロードカースティング、B C−33巻4号(IEEE
丁ransactions on Broadcasting。
Vol、 BC−33,No、4) 1987年12月に発表された論文rAC
TVシステムにおける両立性及び再生性のための符号化(Encoding f
or Compatibility and Recoverability
1nthe ACTV System)Jに、イスナーディ(鯖、 A、 l5
nardi)氏外によって開示されている。そのシステムでは、第1、第2、第
3及び第4の成分を有するテレビジョン信号か生成される。第2の成分(高周波
数の側部パネル情報)と第3の成分(別に設けた高周波数のルミナンス細部情報
)か補助搬送波を直角変調してのせられる。この第2と第3の成分を再生するた
めに、受像機で直角復調か用いられる。
従来の直角変調においては、直角搬送波を取囲む上下側波帯の各々は第1と第2
の直角変調信号成分を含んている。直角変調成分の適切な分離のためには、例え
ば受像機の直角復調部の局部発振器のような基準発振器は。
2つの直角変調信号成分間の分離を維持するように正確な位相特性を呈する必要
がある0局部基準発振器の位相の誤りは2つの復調された成分間にクロストーク
を生しさせ、このクロストークは位相誤差か大きい場合には感知し得るほどにな
ろう。位相誤差かかなり大きい、例えば90″の場合は、2つの成分の情報内容
か復調時に入れ代わって、大きな画像歪みか生してしまう。また、望ましくない
クロストーク効果は信号ゴーストの結果としても生じることがある。このような
場合には、直角変調は変調成分中に含まれる情報を感知し得るほどに歪ませてし
まうに充分な任意の位相で生じる。この発明によるシステムでは、直角変調/復
調法に位相エラーか存在することに関係して起こり得る問題は排除される。
この発明の原理によれば、補助搬送波信号の第1と第2の変調成分の分離は信号
位相に基かない。即ち、開示されているこの発明の推奨実施例ては、第1と第2
の補助ワイドスクリーンEDTVi号成分は、各々、単側波帯抑圧搬送波信号と
して伝送される。第1の変調成分は、抑圧搬送波の下側波帯中の、第2の変調成
分を除く周波数帯域を占め、第2の変調成分は、第1の成分を除く、抑圧搬送波
の上側波帯中の周波数帯域を占める。この構成を、以下ては、2重単側波帯(D
SSB)エンコーダ・システムと呼ぶ。
この発明の原理を採用した両立性ワイドスクリーンEDTVテレビジョン・シス
テムの開示された推奨実施例においては、元の高解像度順次走査ワイドスクリー
ン信号か複合信号から取出された4つの成分を含むように符号化される。これら
の4つの成分は別々に処理されてから、単一の信号伝送チャンネルて再合成され
る。
第1の成分は標準の4:3のアスペクト比を持つ主たる2・l飛越走査(インタ
レース)信号である。この成分は4:3のアスペクト比の有効線時間のほぼ全体
を占めるように時間伸張されているワイドスクリーン信号の中央部分と、標準の
テレビジョン受像機の表示では視野から隠される左右の水平画像過剰走査(オー
バスキャン)債域内へ時間圧縮された側部パネル水平低周波数情報とを含む。
第2の成分は、各々、有効線時間の半分に時間伸張された左と右の側部パネル高
周波数情報を含む補助の2:l飛越走査信号である。このように伸張された側部
パネル情報は有効線時間に実質的に全体を占める。この成分かDSSB変調シス
テムの一方の側波帯変調成分である。
第3の成分は、ワイドスクリーン信号源から取出された信号で、約5.0 M)
lzと6.2 MHzの間の高周波数水平ルミナンス細部情報を含む補助の2・
1飛越走査値号である。この成分は下方周波数変換され、DSSB変調システム
の第2の側波帯変調成分に相当する。
第4の成分は、他の場合は順次走査から飛越走査フ才−マットへの変換時に失わ
れてしまう垂直一時間(V−T)ルミナンス細部情報を含む補助の2:l飛越走
査「ヘルバ」信号である。この信号成分は、失われた画像情報の再構成と、また
、ワイドスクリーンHDTV受像機における望ましくないフリッカ及び動きのあ
る不所望雑音(アーティファクト)を低減あるいは排除とを助ける。
ワイドスクリーンHDTV受像機では、上述した4成分を含む合成信号か構成4
成分に復号される。復号された成分は別々に処理されて、高解像度の画像を表わ
すワイドスクリーン信号の生成に用いられる。
第1図はこの発明による補助変調装置を用いた両立性ワイドスクリーン高鮮明度
テレビジフン符号化システムの概略図である。
第1a図はここに開示したワイドスクリーンHDTVシステム用の符号器の詳細
ブロック図である。
第1b図ないし第1e図はここに開示したワイドスクリーンHDTVシステムの
動作の理解を助ける図面を含む。
第2図ないし第5図はここに開示したシステムの動作の理解を助ける信号波形お
よび図面を示す。
第13図はこの発明による補助復調装置を含むワイドスクリーン高鮮明度テレビ
ジョン受像機の一部のプロ・ンク図を示す。
第6図ないし第12図および第14図ないし第23図はここに開示したシステム
の諸特徴を詳細に示す。
第24a図と第24b図は、それぞれ、この発明によるDSSB変調装置及び復
調装置を示す。
例えば5対3の大アスペクト比の画像を例えばNTSC方式のような標準の放送
チャンネルを通じて送信しようとするシステムは、4対3の標準アスペクト比の
表示器で観測される欠点を著しく減し、または除去しつつ、ワイドスクリーン受
像機による高品質の画像表示を達成する必要がある0画像の側部パネルに信号圧
縮技法を用いると、標準のNTSCテレビジョン受像機の水平過走査領域を利用
するものであるか、再構成されたワイドスクリーン画像のその側部パネル領域の
画像解像度か犠牲になる可能性かある。
時間の圧縮は周波数域の拡張をもたらすから、ワイドスクリーン信号に要する帯
域幅より狭い帯域幅を示す標準のテレビジョンチャンネルの処理では、低周波数
成分だけか生き残る。従って、両立性ワイドスクリーン信号の圧縮された側部パ
ネルかワイドスクリーン受像機で伸張されると、対策を講じない限り、表示され
たワイドスクリーン画像の中央部と側部パネルの間に解像度または高周波数内容
に顕著な差が生じる。この顕著な差は低周波数の側部パネル情報は回復されるか
、ビデオチャンネルの帯域制限作用により高周波数情報か失われるためである。
第1図のシステムでは、第1a図に示す更に詳細なシステムと共通の素子を同じ
引用番号で表わしである。第1図に示すように、左右と中央のパネル情報を持つ
もとの順次走査型ワイドスクリーン信号は、処理されて4つの個別符号化成分を
発生するようになっている。これ等の4成分は上述したか、第1図には画像表示
に関連して一般的に示されている。$11成(時間伸張された中央部情報と時間
圧縮された側部の低周波数情報を含む)の処理は、得られるルミナンス帯域幅か
この例では4.2MHzのNTSCルミナンス帯域幅を超えないようにする。こ
の信号は標準NTSCフォーマットて色符号化され、そのルミナンス成分とクロ
ミナンス成分は(例えば、フィールド櫛型濾波器を用いて)予め適当に濾波され
、標準NTSC受像機とワイドスクリーン受像機の双方のルミナンス・クロミナ
ンス分離を改善する。
第2の成分(側部パネルの高周波数情報)の時間伸張は、その水平帯域幅を約1
.1 MHzに減少させる。この成分は、主信号(第1成分)と空間的に関係付
けられていない(非相間々係にある)ので、後述のように標準NTSC受像機に
おいてはそれか見えないようにマスクするため特別の注意か払われる。
第3成分の拡張された5、0乃至6.2 MHzの高周波数ルミナンス情報は、
さらに処理される前に、先ずOないし1.211Hzの周波数範囲まで、引下げ
るように周波数変移標準の4対3フオーマツト中にマツプして、標準NTSC受
像機てのその可視性をマスクする。この第3成分の圧縮された側部パネル情報は
中央部情報(0〜1.2 MHz)の帯域幅の1/6帯域幅を呈する。
第4成分(垂直一時間ヘルパ)は、これを主信号成分に関係付けてその標準NT
SC受像機での可視性をマスクするために、標準4対3フオーマツト中にマツプ
され、帯域幅か水平に750 KHzまで制限される。
第1、第2および第3の成分はフレーム内平均器38.64および76(垂直一
時間(V−T)フィルタの1形式)によって処理され、ワイドスクリーン受像機
における主信号成分と補助信号成分との間のV−T漏話(クロストーク)をなく
する、第1成分は約1.511Hz以上においてのみフレーム内平均化処理され
る。第2および第3のフレーム内平均化された成分x3よびZは、DSSB変調
器ブロック80でクロミナンス副搬送波と興なるフィールド交番位相を持つ3.
108 MHzの補助副搬送波ASCを変調する前に、非線形に振幅圧縮される
。このブロック80からの変調信号Mは加算器40でフレーム内平均された第1
成分Nと加算される。得られた信号は帯域幅4.21f)lzのベースバント信
号NTSCFで、フィルタ79からの低域濾波された750 KHzの第4成分
と共にブロック57でRF画像搬送波を直角変調して、標準帯域幅の単一放送チ
ャンネルを介して標準NTSC受像機または順次走査型ワイドスクリーン受像機
に伝送し得るNTSC両用RF信号を生成する。
Jila図のエンコーダから分るように、第1成分に時間圧縮を行なうと、低周
波数の側部パネル情報を完全に標準NTSC信号の水平過走査領域に押込むこと
が出来る。高周波数の側部パネル情報は、S述のようにブロック80に関係する
補助副搬送波変調技法を用いることにより標準受像機には無縁な形で、ビデオ伝
送チャンネル内で標準NTSC信号とスペクトルを共有する。標準NTSC受像
機で受像したときは、主信号(第1成分)の中央パネル部分だけか見られる。第
2および第3の成分は低振幅の干渉パターンを生成することがあるか、そのパタ
ーンは通常の観測距離において、画像制御器を通常の設定状態にした場合には感
知されない。第4f&分は同期ビデオ検波器を持つ受像機では完全に除去される
。包絡線検波器を持った受像機では、この@4を分は処理されるか、主信号と相
関されるので感知されない。
第1b図は、ここに開示された高鮮明度ワイドスクリーンテレビジミン・システ
ムの補助情報を含むRFスペクトルを標準NTSC方式のRFスペクトルと比較
して示す、ここに開示したシステムのスペクトルでは、側部パネルの高周波数情
報(N42成分)と余分の高周波水平ルミナンス細部情報(第3成分)が、3.
10811Hzの補助副搬送波(ASC)周波数のそれぞれの側にある約1.1
MHzの幅の下側波帯と上側波帯をそれぞれ占めている。
垂直一時間ヘルパ信号情報(第4成分)は主信号の画像搬送波周波数の両側に7
50 KHz広がる。
順次走査型ワイドスクリーン受像機はもとの順次走査型ワイドスクリーン信号を
再構成する装置を含んでいる。標準のNTSC信号に比して、この再構成された
ワイドスクリーン信号は標準のNTSC解像度をもつ左右の側部パネルと、とく
に画像の静止部において優れた水平垂直のルミナンス細部情報を持つアスペクト
比4対3の中央部パネルを有する。
第1.第2、第3および!s4の信号成分の発生と処理に関する信号処理技法は
2つの基本的な条件に支配される。その条件とは、現存の受像機との両立性と、
その受像機における再現性である。
完全な両立性とは5現存の標準受像機か特別な付属設備なしで高鮮明度ワイドス
クリーン・テレビジ目ン信号を受信して標準の表示を生じるような、受像機と送
信機の両立性を意味する。この意味での両立性は1例えば。
送@檄の画像走査フォーマットが受像機の画像走査フォーマットと実質的に等し
いかその許容公差内にあることを要求する。また1両立性は、標準の受像機で表
示したとき、余分の非標準成分が物理的または知覚的に隠されねばならぬことを
意味する。この後者の意味ての両立性を達成するため、開示したシステムは次の
技法を用いて補助成分を隠している。
上述のように、側部パネルの低周波数成分は物理的に標準の受像機の通常の水平
過走査領域内に隠蔽される。
この側部パネルの低周波数成分に比して低エネルギの成分である第2成分と通常
は低エネルギの高周波数細部信号である1a3成分は振幅圧縮され、飛越周波数
(水平線周波数の1/2の奇数倍)である3、108 MHzの補助副搬送波上
に変調される。その補助副搬送波の周波数1位相及び振幅は、変調された補助副
搬送波信号の可視度か、例えば、補助副搬送波の位相か、クロミナンス副搬送波
と異なり、隣接フィールド間で180度交番するようにその位相を制御すること
により、出来るたけ減じられるように選ばれる。変調された補助副搬送波成分は
完全にクロミナンス通過帯域(2,0〜4.2 MHz )内にあるか、正常レ
ベルの色飽和度では人間の目に知覚されないフィールド周波数の補色フリッカと
して表示されるから、知覚的には隠されている。また、振幅変調前の変調成分の
非線形振幅圧縮は、瞬時振幅オーバーシュートをより儂い許容レベルまで減じる
利点がある。第3成分は、標準の4対3フオーマツトに合わすために中央部パネ
ル情報を時間伸張して第3成分を第1成分と空間的に(および時間的にン相関さ
せることにより、隠される。これは後述のようにフォーマット・エンコーダによ
り行われる。このような空間的相関は、第3成分が補助副搬送波上に第2成分と
共に変調されて第1成分と合成された後、第3成分情報が第1成分と干渉するこ
とを防ぐ助けになる。
第4成分埋ち「ヘルバ」信号も、標準の4対37オーマツトと合うように中央パ
ネル情報を時間伸張して、その第4成分を主信号と空間的に相関させることによ
り、隠蔽される。第4成分は、同期検波器を持つ標準の受像機では除去され、ま
た第4成分は主信号と空間的に相関しているので包結線検波器を持つ標準の受像
機ではl[Wjkされる。
順次走査型ワイドスクリーン受像機における$1.@2および第3の成分の再生
(リカバリー)は、送信機と受像機におけるフレーム内平均化処理を利用するこ
とによって達せられる。この処理は、第1図および第1a図の送信機系の素子3
8.64.75に関連し、また後述のように受像機の関連素子に関係する。フレ
ーム内平均は、高度の視覚的相関性をもつ2つの信号を後で例えばフィールド記
憶装置により、画像表示信号の場合に運動があるときでもV−T (垂直一時間
)漏話なく、効率よく正確に再生することか出来るように互いに組合わせられる
ように、これら2つの信号を調整する信号WRMJ技法の1つである。この目的
に使用される信号調節技法の形式は。
基本的にフィールドを基準として同じ2つの信号を作ること、すなわち1フイー
ルド離れて同一値を持つ2つのサンプルを生成することを含むものである。フレ
ーム内平均は、上記の目的を達成するのに便利な方法であるが、また別の方法を
使うこともてきる。フレーム内平均化処理は、基本的には、線形の時間変化デジ
タル前置濾波処理と後段濾波処理であって、高度に可視的に相関する2つの合成
された信号を確実に正確に再生する技法である。水平漏話は、送信機エンコーダ
の水平前置濾波器と、受信機エンコーダの後N濾波器の間の保護帯により防止さ
れる。
時間域におけるフレーム内平均処理は第1c図に略示されるか、ここでは、互い
に262H離れた画素(A、BおよびC,D)を平均することにより、対をなす
フィールドか同一にされている。各対毎にもとの値かこの平均値にW換されてい
る。第1d図はj@1図のシステムに関するフレーム内平均処理を示している。
第2成分および第3成分から始まって、!フレーム内で互いに262H離れた画
素の対か平均化され、もとの画素値の代りに平均値(例えば、Xl、X3および
Zl、Z3)が用いられる。この垂直一時間(V−T)平均化処理は一つのフレ
ーム内で起こり、フレーム相互の境界線を跨ぐことはない、第1成分の場合は、
より低周波数の垂直細部情報を損なわなし)ように、約1.5 MHz以上の情
報たけについてフレーム内平均が行われる。第1成分と第2を分の場合には、全
クロミナンス帯域を通じてルミナンス成分yとクロミナンス成分Cを含む合成信
号についてフレーム内平均か行われる。 2621(離れた画素は色副搬送波に
対して「同相」であるから、合成信号のクロミナンス成分はフレーム内平均化処
理において生残る。新しい交番副搬送波の位相は262H離れた画素に対して完
全に離相するように制御されているから、クロミナンス副搬送波の位相とは異な
っている。従って、第2成分と第3成分か(変調後)ユニット40て第1成分に
加えられると、262H離れた画素は、1.5 MHz以上の主合成信号のサン
プルをM、補助変調信号のサンプルをAとするとき、(M+A)と(M−A)の
形を持つ。
フレーム内平均により、運動のあるときでも垂直一時間漏話か実際上なくなる。
このように、フレーム内平均化処理は262H離れて同一のサンプルを生成する
。受像機に3いて、後述のようにフレーム内て262H離れた画素サンプルを平
均化したり差引きしたりすることにより、これ等のサンプルの内容を正確に、即
ち漏話なく再生して主信号と補助信号の情報を再生することは簡単なことである
。視覚的に高度に相関するもとの情報はフィールド間て実質的に同しに作られて
いるから、受像機のデコーダ内てはフレーム内平均されたもとの情報を、フレー
ム内平均化および差引き処理を利用することにより実質的に完全に再生すること
か出来る。
また、受像機では、RFチャンネルか同期RF検波器を用いて直角変調され、こ
れにより第4成分が他の3成分から分離される。第13図について後述するよう
に、第1成分を第2および第3の成分から分離するにはフレーム内平均化および
差引き技法が用いられ、またM42成分と第3成分を分離するには復調か用いら
れる。
4成分か再生されると、合成信号かNTSC方式で復号され、ルミナンス信号と
クロミナンス信号により分離される。全成分について逆マツピング(写像)を行
なってワイドスクリーンのアスペクト比が回復され、側部パネル高周波数情報か
低周波数情報と組合わされて全側部パネルの解像度を回復する。拡張された高周
波ルミナンス細部情報はそのもとの周波数範囲に移動され1時間的内挿法とヘル
パ信号を用いて順次走査フォーマットに変換されたルミナンス信号に加えられる
。クロミナンス信号は独力時間的内挿法により順次走査フォーマットに変換され
る。最後に、順次走査型ワイドスクリーン表示装置て表示するため、ルミナンス
信号とクロミナンス信号がアナログ形式に変換され、マトリクス処理されてRG
Bカラー画像信号を生成する。
第1a図の両立性ワイドスクリーン符号化システムを論する前に、第2図の信号
波形A、Bを参照する。信号Aはアスペクト比5対3のワイドスクリーン信号で
、信号Bとして示されるアスペクト比4対3の標準NTSC両立性信号に変換さ
れるべきものである。ワイドスクリーン信号Aは、区間TCを占め、1次画像情
報に関係する中央パネル部と、区間TSを占め、2次画像情報に関係する左右の
側部パネル部とを含む、この例では、左右の側部パネルがその中心に置かれた中
央パネルのアスペクト比より小さくて互いに実質的に等しいアスペクト比を呈す
る。
ワイドスクリーン信号Aは、ある側部パネル情報を期間Toに相当する水平過走
査領域内に完全に圧縮することにより、NTSC信号Bに変換される。標準NT
SC信号は、過走査債城丁Oを含む有効線期間TA(持続時間的52,5マイク
ロ秒)と、表示すべきビデオ情報を含む表示期間TDと、持続時間的63.55
6マイクロ秒の総水平線期間THを有する。期間TAとTHはワイドスクリーン
と標準NTSCの両信号において相等しい、殆ど全ての消費者のテレビジョン受
像機は総有効水平線期間TAの少なくとも4%、即ち左右両側で各2%を占める
過走査区間を持っていることが分っている。4fsc(但しfscは色副搬送波
周波数)の飛越しサンプリング周波数ては、各水平線期間が910個の画素を含
み、その754個が表示すべき有効水平線画像情報を構成している。
第1a図はワイドスクリーン高鮮明度テレビジョン・システムを詳細に示してい
る。第1a図において、走査線数525本、フィールド周波数毎秒60のワイ・
トスクリーン順次走査型カメラ10はR,G、Bの各成分を有し、この例では5
対3の広いアスペクト比を持つワイドスクリーン・カラー信号を発生する。飛越
走査信号源を用いることもできるか、順次走査信号源の方が優れた結果をもたら
す、ワイドスクリーン・カメラは標準NTSCカメラに比してアスペクト比か大
きく、またビデオ帯域幅が広い、このワイドスクリーン・カメラのビデオ帯域幅
は各因子の中でもそのアスペクト比と1フレーム当りの総線数との積に比例する
、このワイドスクリーン・カメラにより定速度走査を行なうものと仮定すると、
そのアスペクト比の増大により対応するビデオ帯域幅の増大を生じ、また、その
信号をアスペクト比4対3の標準のテレビジョン受を機で表示すると、画像情報
の水平圧縮を生じる。その様な理由で、このワイドスクリーン信号を完全にNT
SC方式と両立性のあるものに変形することが必要となる。
第1図のエンコーダ・システムで処理されるカラービデオ信号はルミナンス信号
とクロミナンス信号の両成分を含み、ルミナンス信号とクロミナンス信号は高周
波数情報と低周波数情報の双方を含んでいる。以下の説明ては、これらの各情報
をそれぞれ低および高という。
カメラlOからの広帯域幅のワイドスクリーン順次走査型カラービデオ信号は、
ユニット12でマトリクス処理されてカラー信号R,G、Bからルミナンス成分
Yと色差信号成分1.Qか取出される。このワイドスクリーン順次走査型信号Y
、■、Qは、AD変換(ADC)ユニット14の各別のAD変換器によりクロミ
ナンス副搬送波周波数の8倍(8fsc)てサンプリングされて、それぞれアナ
ログ形式からデジタル(2進)形式に変換された後、それぞれ濾波ユニット16
の各別の垂直一時間(V−丁)低域濾波器により個別に濾波されて、濾波信号Y
F、IF、QFを生じる。これ等の信号はそれぞれ第2図に波形Aで示される形
式のものである。上記各別の濾波器は、後述のように、第10d図に示す形式の
3×3線形時間不変濾波器であって、垂直一時間解像度特に対角線V−T解像度
を幾分域じて、順次走査から飛越走査への変換後の主信号中の飛越走査による不
都合な人為欠陥(フリッカ、ぎざぎざ輪郭その他のエーリアシング関係効果)を
防ぐ、これ等の濾波器は画像の静止部分においてほぼ完全な垂直解像度を維持す
る。
中央部パネル拡張率(CEF)はワイドスクリーン受像機て表示された画像の幅
と標準受像機で表示された画像の幅との差の関数である。アスペクト比5対3の
ワイドスクリーン表示の画像幅はアスペクト比4対3の標準表示の画像幅より大
きくその1.25倍の大きさを持つ、この1.25倍という率は、標準受像機の
過走査領域を生じると共に、後述のように中央部と側部の各パネル間の境界領域
の僅かな意図的型なりを生じるように調節すべき予備中央部パネル拡張率である
。このような条件により、1.19というCEFか得られる。
濾波回路網16からの順次走査型信号はO〜14.32 MHzの帯域幅を示し
、第22図および#j2311gについて詳細に後述する順次走査(P)飛越走
査(I)変換器17a 、 17b、17cにより、それぞれ2対lの飛越走査
型信号に変換される。これ等の変換器17a〜17cからの出力信号IF’、Q
F”およびYF’は、飛越走査型信号の水平走査周波数か順次走査型信号のそれ
の1/2であるから、0〜7.16 MHzの帯域幅を示す、順次走査型信号は
変換過程で2次サンプリングされ、得られた画像サンプルの1/2をとプて2対
1の飛越走査型主信号を生成する。即ち、各フィールドで奇数または偶数番目の
線を保持し、保持された画素を4 fsc (14,32M)lz)の周波数で
読み取ることにより、それぞれの順次走査型信号が2対1の飛越型フォーマット
に変換される。これ以後の飛越型信号のデジタル処理はすべて4 fscの周波
数で行なわれる。
回路網17cはまた誤差予測回路網を含む0回路網17cの一方の出力YE’は
前置濾波済み順次走査成分の2次サンプリングされた飛越走査型ルミナンス信号
であり、他方の出力(ルミナンス)@号YTは、画像フィールド差情報から引出
された垂直一時間情報から成り、後述のように受像機で「欠落した」ルミナンス
サンプルの実際の値と予測値との間の時間的予測誤差、即ち時間的内挿誤差を表
わす。この予測は受像機で得られる「前」とr後」の画素の振幅の時間平均に基
いている。
受像機での順次走査型信号の再構成を助けるルミナンス「ヘルバ」信号YTは、
受像機か非静止画像信号について生じることか予想される誤差を本質的に説明し
、受像機におけるこのような誤差の消去を容易にする。この誤差は画像の静止部
分では零であるから、受像機ては完全な再構成かなされる0人間の目はクロミナ
ンスの垂直細部即ち時間細部の欠落にあまり敏感でないからクロミナンス「ヘル
バ」信号は実際問題として必要なく、ルミナンス「ヘルバ」信号で充分良い結果
か得られることが分って来た。第2a図はヘルパ信号YTの発生に用いる演算を
示す。
第2a図において、順次走査型信号中の画素A、X。
Bは1つの画像内で同じ空間位置を占めている。A、Bのような黒画素は主信号
として伝送され、受像機で利用されるか、Xのような白画素は伝送されず、フレ
ーム時間平均(A+B)/2により予測される。即ち、エンコーダにおいて、「
前」と「後」の画素Aと8の振幅を平均することにより、「欠落した」画素Xの
予測がなされる。予測値の(A+B)/2は実際の債Xから差引かれてヘルバ信
号に対応し、x−(A+B)/2て表示される振幅の予測M差信号を生じる。こ
の表示はフレーム時間平均情報に加えてフィールド時間差情報を規定する。
ヘルバ信号は750 KHz低域低域基波器り水平に低域−波され、ヘルバ信号
YTとして伝送される。このヘルバ信号の750 K)Izへの帯域制限は、こ
の信号かRF画像搬送波上に変調された後で、次に低い周波数のRFチャンネル
に干渉するのを防ぐために必要である。
受像機では、サンプルA、Bの平均を用いることにより、欠落した画素の同様の
予測か行なわれ、その予測に予測誤差が加えられる。即ち1時間平均(A+B)
/2に予測誤差X−(A+B)/2を加えることによりXか回復される。このよ
うにして、V−Tヘルバ信号は飛越走査から順次走査への走査フォーマット変換
を容易にする。
ここに開示された時間的予測演算法によりうまく生成されるヘルバ信号は、 1
987年8月発行のアイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オン・コン
シューマ・エレクトロニクス(IEEE Transactions on C
onsumerElectronics)第CE −:13巻第3号第145−
153頁掲載の論文rENTSC2チャンネル両立性HDTVシステム」にチン
ハーグ(M、 Ts in be rg)氏により記載されたように線差信号の
生成に用いられるような他の演算法により生成された予測信号に比べて低エネル
ギ信号である。画像の静止領域では予測か完全であるから誤差エネルギは零であ
る。低エネルギ状態は(レボータか静止背景に対する性質のニュース放送のよう
な)静止または実質的静止の画像により明示される。開示した演算法は、受像機
における画像の再構成後発生する目障りな人為欠陥か最も少なく、これによって
生成されたヘルバ信号は約750KHzに制限(濾波)された後もその有用性を
維持することか分った。この演算法て生成されたヘルバ信号は、静止画像情報か
あるとき都合よく零エネルギを呈し、従って静止画像に関連するヘルバ信号は濾
波作用に影響されない。
ヘルバ信号か送信されなくても高度に改良された再構成ワイドスクリーン画像か
得られる。この場合は、画像の静止部分か標準のNTSC画像より遥かに鮮明に
なるか、運動部分か若干「軟調」になって「ビート」の人為欠陥を生しることか
一声る。このように、放送ではヘルバ信号を送信する必要はないか、後てRF@
号を改善するために選ぶことも出来る。
この時間予測方式は標準線周波数より高い線周波数を持つ順次走査型と飛越走査
型の双方の方式に有用であるか、1つの画像内の同じ空間位置を占める画素A、
X、Bを有する順次走査型信号源に最も良好に働き、静止画像に対して完全な予
測をもたらす、もとのワイドスクリーン画像か飛越走査型信号源からのものであ
れば、この時間的予測は画像の静止部分でも不完全になり、このような場合はヘ
ルパ信号のエネルギか高くなり、再構成画像の静止部分に僅かの人為欠陥を誘発
する。実験によると、飛越信号源を用いたときの結果は、人為欠陥か厳密な点検
によってのみ認知し得る程度で容認可能であるか、順次走査型信号ではその欠陥
か更に少なく、良好な結果を生じることか分っている。
第1a図に戻り、変換器17a 、 17b 、 17cからの飛越走査型ワイ
ドスクリーン信号I F’ 、QF′、YF′はそれぞれ水平低域濾波器19a
、 19b 、 19cにより濾波されて帯域幅0−600にHzの信号I
F−、帯域幅0−600にHzの信号QF−および帯域幅0−51)lzの信号
YF”″を生成する。次にこれ等の信号はフォーマット符号化処理を行なわれ、
側部中央部信号分離処理ユニット18に含まれるフォーマット符号化装置により
それぞれ4対3のフォーマットに符号化される。
略言すると、各ワイドスクリーン線の中央部が時間伸張されてアスペクト比4対
3の有効線時間の表示部中にマツプ(写像)される、この時間伸張により帯域幅
が減じて、もとのワイドスクリーン飛越走査周波数が標準のNTSC帯域幅と適
合するようになる。この側部パネルは、カラー高岡波情報成分1.Qか83−5
00にHz (第7図の信号IHて示す)の帯域幅を示し、ルミナンス高周波数
情報成分Yか700 Kl(z −5−OM)Iz (第6図の信号YHで示す
)の帯域幅を示すような水平周波数帯域に分割される。側部パネル低周波数情報
、即ち第6図、第7図に示すように発生された信号YO1IO,QOはDC成分
を含み、時間圧縮されて各線上の左右の水平画素過走査領域に写像される0両側
部パネル高周波数情報は各別に処理される。このフォーマット符号化処理を以下
に説明する。
次の符号化の詳細を考察するとき、表示された中央部および側部のパネル情報に
関連して、成分l、2.3゜4を符号化する過程を示した第1e図も考察すると
便利である。濾波済みの飛越走査型信号IF′、QF”、YF−は側部中央部パ
ネル信号分離処理器18により処理されて3組の出力信号YE、IE、QEと、
YO,l01QOと、YHlIH,Q)(とを生成する。最初の2組の信号(Y
E、IE、QEと、YO1■0、QO)は処理されて完全帯域幅の中央部パネル
成分と、水平過走査領域に圧縮された側部パネルのルミナンス低周波数情報とを
含む信号を生成する。
第3組の信号(YH,IH,QH)は処理されて側部パネル高周波数情報を含む
信号を生成する。これ等の信号か組合わされてアスペクト比4対2のNTSCと
両立性のあるワイドスクリーン信号か生成される。ユニット18を含む回路の詳
細は第6図、第7図および第8図について図示説明する。
信号YE、IE、QEは、完全な中央部パネル情報を含み、第3図に信号YEに
より示したものと同しフォーマットを示す、略言すれば、信号YEは信号YF″
″から次のようにして引出される。ワイドスクリーン信号YF′は側部パネルと
中央パネルの情報を含むワイドスクリーン信号の有効線期間中に生じる画素1−
754を含む。広帯域の中央部パネル情報(画素75−580 ”)は時間デマ
ルチブレックス処理により中央部パネルのルミナンス信号YCとして引出される
。この信号YCは中央部ノルネル拡張率1.19 (即ち、5.0M)Iz +
4.2 MHz )により時間伸張されてNTSC両立性中央部パネル信号YE
を生成する。この信号YEは1.19倍の時間伸張によりNTSC両立性帯域幅
(0−4,2MHz )を示す、信号YEは両過走査領域To(第2図)相互間
の画像表示期間TDを占める。@号IEとQEはそれぞれ信号IF′とQF〜か
ら引出され、信号YEと同様に処理される。
信号YO1IO,QOは左右の水平過走査領域に挿入される低周波数の側部パネ
ル情報を供給する。この信号YO1■0、QOは第3図の信号YOのフォーマ・
ントと同じフォーマットを示す、略言すれば、信号YOは信号YF’″から次の
ようにして引出される。ワイドスクリーン信号YF′は画素1−84に関連する
左パネル情報と画素671−754に関連する右パネル情報を含む、後述のよう
に、信号YF〜は低域濾波されて帯域幅0−700 KHzのルミナンス低周波
数情報信号を生成し、それから左右の側部パネル低周波数信号(第3図の信号Y
L”)か時間デマルチプレックス処理により引出される。
このルミナンス低周波数信号YL’は時間圧縮されて、画素1−14と741−
754に関連する過走査領域に圧縮された低周波数の情報を持つ側部パネル低周
波数信号YOを生成する。この圧縮側部パネル低周波数信号はその時間圧縮の量
に比例する帯域幅の増大を示す、信号IOとQOはそれぞれ信号IF′とQF−
から取出され、信号YOの方法と同様に処理される。
信号YE、IE、QEとYOlIO,QOは側部中央部信号結合器28、例えば
時間マルチプレクサにより組合わされて、NTSC両立性帯域幅と4対3のアス
ペクト比を持つ信号YN、IN、QNを生成する。これ等の信号は第3図に示す
信号YNの形式のものである。結合器28はまた組合わされる信号の転送時間を
等しくするための適当な信号遅延器を含み、そのような信号遅延器はまたその装
置で信号転送時間を等しくする必要のある所に含まれている。
変調器30、帯域濾波器3Z、HVT帯域阻止濾波器343よび結合器36は進
歩したNTSC@号エンコーダ31を構成する。クロミナンス信号INとQNは
、変調器30により公称3.58謔HzのNTSCクロミナンス副搬送波周波数
をもつ副搬送波SC上に直角変調されて変調信号CNを生成する。変調器30は
通常設計のもので、第9図について後述する。
変調された信号CNは、飛越走査型クロミナンス信号か合成器36のクロミナン
ス信号入力に信号CPとして印加される前に、それの漏話型人為欠陥を除く2次
元(V−T)濾波器32により垂直(V)と時間(T)の次元で帯域濾波される
。
ルミナンス信号YNは合成器36のルミナンス入力に信号YPとして印加される
前に、水平(H)、垂直(V)および時間(T)の次元て3次元)IVT帯域阻
止濾波される。ルミナンス信号YNとクロミナンス色差信号IN、QNに対する
濾波処理は次のNTSC符号化後確実にルミナンス・クロミナンス漏話を著しく
減じる働きをする。第1図のH−V−T濾波器34やVT濾波器32のような多
次元空間時間濾波器は、後述の第10ei?lに示すような構造を有する。
第1図のH−V−T帯域阻止濾波器34は第10a図の構成を有し、ルミナンス
信号YNから上向に移動する対角線周波数成分を除去する。この周波数成分は外
観がクロミナンス副搬送波成分に似ており、除去されて周波数スペクトル中に変
調クロミナンスか挿入されることになる穴を作る。ルミナンス信号YNから上向
に移動する対角線周波数成分を除去することは、このような周波数成分に人間の
目が実質的に不感性であると分ったので、表示画像に可視的な劣化を生じない、
濾波器34はルミナンス垂直細部情報を損しないような約1.5 MHzの遮断
周波数を示す。
V−T帯域通過濾波器32は、変調クロミナンス側部パネル情報か濾波器34に
よりルミナンス・スペクトルに作られた穴に入り得るように、クロミナンス帯域
幅を減じる。また、この濾波器32はクロミナンス情報の垂直一時間解像度を低
下させて、静止および運動中の輪郭を僅かにぎざぎざにするが、この効果はそれ
に対する人間の目の不感性により殆どまたは全く問題にならない。
合成部36からの出力中央部/側部パネル低周波数情報信号C/SLは、ワイド
スクリーン信号の中央部パネルから引出された表示すべきNTSC両立性情報、
並びにワイドスクリーン信号の側部パネルから引出されてNTSC受像機の表示
器上では見えない左右の水平過走査領域に置かれた(ルミナンスとクロミナンス
の双方の)圧縮側部パネル低周波数情報を含む。
この過走査領域の圧縮側部パネル低周波数情報はワイドスクリーン表示用の側部
パネル情報の一構成成分を表わす、その他の構成成分である側部パネル高周波数
情報は後述のように処理器18から生成される。
側部パネル高周波数情報信号Y)f(ルミナンス高周波数情報)、IH(I高周
波数情報)およびQH(Q高周波数情報)は第4図に示されている。第6図、第
7図および第8図は後述のようにこれ等の信号を発生する装置を示す、第4図に
3いて、信号YH,IH,QHは左パネル画素1−84に関連する左パネル高周
波数情報と、右パネル画素671−754に関連する右パネル高周波数情報を含
む。
信号C/SLはフレーム内平均器38により処理されて加算器40の入力に印加
される信号Nを生じる。このフレーム内平均信号Nは、信号C/SLのフレーム
内画像情報の高度の視覚的相関性により、本質的にその信号C/SLと同じであ
る。平均器38は約1.5 MHz以上の信号C/SLを平均して、主信号と補
助信号との間の垂直一時間漏話を減少または消去する助けをする。
フレーム内平均器38が動作する1、5 MHz以上の広域通過周波数範囲は、
2 MHz以上の情報に確実に完全なフレーム内平均化翅理を行なって、フレー
ム内平均化処理によりルミナンス垂直細部情報が劣化しないように選ばれたもの
である。水平漏話は、エンコーダ31においてフレーム内平均器38に関連する
濾波器と、第13図のデコーダにおいてフレーム内平均差引きユニットに関連す
る濾波器との間の200 K)Izの保護帯域により消去される。第11a図、
第11b図は高周波数情報のフレーム内平均器38の詳細を示す、第11a図、
第11b図および第13図を次に説明する。
信号IH,QH,YHはエンコーダ31と同様のNTSCエンコーダ60により
NTSCフォーマットにされる。
即ち、エンコーダ60は第9図に示す形式の装置、並びに3.58MHzの側部
パネルのルミナンス高周波数情報に側部パネルクロミナンス高周波数情報を直角
変調する装置を含み、NTSCフォーマットの側部パネル高周波数情報である信
号NTSCHを生成する。この信号を第5図に示す。
NTSCエンコーダ31.60における多次元帯域通過濾波を用いると、受像機
かルミナンス情報とクロミナンス情報を分離するための相補多次元濾波手段を含
むとき、ルミナンス成分とクロミナンス成分を実際に受像機で漏話なく分離し得
るという利点がある。ルミナンス・クロミナンス符号化と復号に相補濾波器を用
いることは共働処理と呼ばれ、1986年8月発行のニス・エム・ビー・ティ・
イー・ジャーナル(SMPTE Journal)第95巻第8号第782−7
89頁記載のストロール(C,H,5trolle)氏の論文「進歩したクロミ
ナンス・ルミナンス分離用共働処理」に詳述されている。通常のノツチフィルタ
や線wI型濾波器を用いる標準の受像機でも、エンコーダにこのような多次元画
濾波を用いるとクロミナンス・ルミナンス漏話か減じるという利点かある。
信号NTSCHはユニット62により時間伸張されて拡張側部パネル高周波数情
報信号を生成する。評言すれば、拡張は第5図に示すように信号NTSCHの左
パネル画素1−84を信号ES)I画素位置1−377に移す「マツピング(写
像)」処理により行なわれ、即ち信号NTSCHの左側部パネル高周波数情報が
信号ESHの線期間の1/2を占めるように拡張される。信号NTSCHの右側
部パネル部分(画素671−574 )も同様に処理される。この時間伸張処理
は信号ES)Iを含む情報の水平帯域幅を(信号NTSCHに比して) 377
784の率て減じる0時間伸張を行なうマツピング処理は第12図ないし第12
d図に図示し後述する形式の装置により実現することか出来る。信号ESHは第
11b図に示す形式の回路網64によりフレーム内平均されて、第5図に示す信
号Xを生成する。フレーム内平均信号Xは、信号ESHのフレーム内画像情報と
高度の視覚的相関性を持つから、その信号FSHと本質的に同じである。@号X
はDSSB変調器80の信号入力に印加される。変調器80の詳細は第24a図
に示されており、この図に関連して説明する。
信号YF’はまた通過帯域幅5−6.2 MHzの水平帯域濾波器70により濾
波される。その濾波器70の出力信号の水平ルミナンス高周波数情報は振幅変調
器72に印加されて5 MHzの搬送波信号fcを振幅変調する。変調器72は
遮断周波数的1.2 MHzの出力低域濾波器を含み、その出力に通過帯域0−
1.2 MHzの信号を得る。この変調処理により生成された(エリアシングさ
れた)上部側波帯(5,0−6,2MHz)は1.2 MHzの低域濾波器によ
り除去される。この振幅変調処理と次の低域濾波処理の結果、5.0−6.2
MHzの水平ルミナンス高周波数はO−1,2MHzの範囲に効果的に変移され
る。 1.2 MHzの低域濾波器による濾波処理後も、もとの信号振幅か保持
されるように、搬送波振幅は充分大きいことを要する。即ち、振幅を損なわない
周波数変移が行なわれる。
ユニット72からの周波数変移された水平ルミナンス商号化され、上記信号C/
SLと空間的に関連付けられる。エンコーダ74は、中央部パネル情報を拡張し
、側部パネル低周波数情報を水平過走査領域に圧縮する目的ては、ユニット18
.28に関連するフォーマット符号化回路網と同様である。即ちエンコーダ74
は、周波数変移された水平ルミナンス高周波数情報を、第6図ないし第8図によ
り説明する技法を用いて、標準の4対3フオーマツトに符号化する。エンコーダ
74への入力信号の中央部か時間伸張されると、その帯域幅は1.2 MHzか
ら約1.OMHzに減じ、エンコーダ74の出力は主信号と空間的に相関性を持
つ。側部パネル情報はエンコーダ74による時間圧縮前にユニット72て170
に)Izに低域濾波される。エンコーダ74からの信号は、第11bci!lに
示すものと同様の装置76によりフレーム内平均化処理された後、信号Zとして
DSSB変調器ユニット80に印加される。このフレーム内平均信号Zは、エン
コーダ74からの信号のフレーム内画像情報の高度の相関性から、そのエンコー
ダ74からの信号と本質的に同じである。ルミナンス情報とクロミナンス情報を
含む合成信号である変調用信号Xと変調用信号Zは実質的に約0−1.1 MH
zの同じ帯域幅を示す。
第24a図について後述するようにユニ・ント80は、変調の前に、2つの補助
信号x、Zの大きな振幅の捩れに非線形のガンマ関数振幅圧縮を行なう。ガンマ
として0.7を用いることによって、各サンプルの絶対値は0.7乗され、かつ
もとのサンプル値の符号が乗算される。エンコーダに用いられるガンマ関数の逆
関数は予測可能であり、受像機のデコーダで容易に実施し得るから、ガンマ圧縮
は現在の受像機で変調信号の大きな振幅の振れに干渉する可能性のある可視度を
減じ、ワイドスクリーン受像機における予測可能の再生を可能ならしめる。
振幅圧縮された信号は次に水平線周波数の1/2の奇数倍(395x H/ 2
)の3.107511Hzの位相制御された補助副搬送波ASCを変調する。
補助副搬送波の位相は、クロミナンス副搬送波と異なり、隣接フィールド間で1
80度変えられる。この補助副搬送波のフィールド交番位相により、信号x、Z
の補助変調用情報のクロミナンス情報との重なりが可能になり、さらに、受像機
で、比較的複雑でないフィールド記憶装置を用いて補助情報の分離が容易になる
。変調された信号Mは加算器40で信号Nに加算され、得られる信号NTSCF
は、4.211)1zのNTSC両用信号となる。
エンコーダに用いられる上記非線形ガンマ関数は大振幅圧縮用で、非線形圧縮伸
張(コンバンディング)システムの一部である。このシステムは、下記のように
、ワイドスクリーン受像機のデコーダに振幅拡張用の相補ガンマ関数を含んでい
る。上記の非線形圧縮伸張システムはノイズ効果による画像の可視的劣化を起こ
さずに標準画像情報に対する補助の非標準情報の影響を著しく減じることが分フ
た。上記の圧縮拡張システムは、非線形ガンマ関数を用いてエンコーダで補助の
非標準ワイドスクリーン高周波数情報の大振幅波動を瞬時に圧縮し、これに対応
して、相補非線形ガンマ関数を用いてデコーダでその高周波数情報を伸張する。
この結果、非標準の補助ワイドスクリーン情報を圧縮伸張すべき低周波数と高周
波数の部分に分割する上記両用ワイドスクリーン・システムにおいて、大振幅の
補助高周波数情報かひき起こすそのときの標準ビデオ情報との干渉の量が減少す
る。デコーダでは圧縮された高周波数情報の非線形振幅拡張によって知覚される
ノイズが余分に発生することはない。
なぜなら、一般に大振幅の高周波数情報はコントラストのよい画像輪郭に付帯す
るもので、このような輪郭では人間の目がノイズに感じないからである。ここに
述べた圧縮伸張法は、また、補助副搬送波とクロミナンス副搬送波間の混変調生
成物を減じ、かつ、それに伴って可視ビート生成分も減少させるという利点かあ
る。
ルミナンス・ヘルバl信号YTは7 、15M)lzの帯域幅を示し、フォーマ
ットエンコーダ78によって(例えば第6図に示す型のエンコーダ74によって
行われるのと同様なやり方で)4対3のフォーマットに符号化された後、濾波器
79によって750 KHzまで水平に低域濾波され、信号YTNとなる。この
側部パネル情報は、時間圧縮前に。
第6図の装置の入力濾波器610に相当するか遮断周波数が125 KHzのフ
ォーマットエンコーダ78の入力低域濾波器により、125にHzまで低域濾波
される。側部パネル高周波数情報は廃棄され、このようにして信号YTNは主信
号C/SLと空間的に相関性が与えられる。
信号YTNとNTSCFはそれぞれDA変換器(DAC)53.54によりデジ
タル(2進)形式からアナログ形式に変換された後、RF直角変調器57に印加
されてテレビジョンRF信号を変調する。変調されたRF信号は後に送信機55
に印加されてアンテナ56から放送される。
変調器80に関連する補助副搬送波ASCは水平同期され、その周波数は、側部
と中央部の情報が確実適当に分離(たとえば20〜30db)され、標準NTS
C受像様による表示に顕著な影響が出ないように選ばれている。このASC周波
数は、好ましくは、表示画像の品質を落とすような干渉を生じないように、水平
線周波数の1/2の奇数倍の飛越周波数とすべきである。
ユニット80により与えられるようなりSSB変調は2つの狭帯域幅信号を同時
に送信し得るという利点(さらに、後述するように、受像機における復調に関連
した利点)をもたらす、変調用の高周波数情報信号を時間伸張すると、狭帯域幅
変調条件に合うように帯域幅の減少が生じる。帯域幅が減少するほど、搬送波と
変調用信号の干渉が生じ難くなる上、側部パネル情報の典型的な高エネルギDC
成分は、変調用信号として用いられるより過走査領域内に圧縮され、このように
して、変調用信号のエネルギ、従ってその信号の干渉の機会か著しく減じられる
。
符号化されたNTSC両立性ワイドスクリーン信号のアンテナ56による放送は
、第13図に示すように、NTSC受像機とワイドスクリーン受像機の双方によ
り受信されることを意図している。
第13図において、放送された両立性ワイドスクリーン高鮮明度飛越走査型テレ
ビジョン信号はアンテナ1310て受信されて、NTSC受像@1312のアン
テナ入力に印加される。受像91312は両立性ワイドスクリーン信号を普通に
処理して、そのワイドスクリーン側部パネル情報を、その一部は視聴者の見えな
い水平過走査領域内に圧縮しく即ち、低周波数情報)、一部を標準受像動作を損
なわない変調された補助副搬送波信号に含めて(即ち、高周波数情報)アスペク
ト比4対3の画像表示を行なう。
アンテナ1310で受信された両立性ワイドスクリーン高鮮明度テレビジョン信
号は、例えば5対3の広いアスペクト比でビデオ画像を表示し得るワイドスクリ
ーン順次走査型受像機1320にも印加される。受信されたこのワイドスクリー
ン信号は、無線周波数(RF)同調増幅回路、ベースバンドビデオ信号を生成す
る同期映像復調器(直角復調器)および2造形式のベースバンドビデオ信号を生
成するAD変換器(ADC)を含む入カニニット1322て処理される。AD変
換回路はクロミナンス副搬送波周波数の4倍(4fsc)のサンプリング率で動
作する。
信号NTSCFは、1.7鋪Hz以上で各フレーム内で262H離れた画像線を
平均(加算的結合ンしたり差引き(減算的結合)したりして実質的にV−T漏話
なしに主信号Nと直角変714M号Mを再生するフレーム内平均差引ユニット1
324に印加される。 ZOOKHzの水平漏話保護帯域がユニット1324の
下限動作周波数1.7 MHzと第1a図のエンコーダのユニット38の下限動
作周波数1.511Hzの間にはZoo KHzの水平漏話保護帯域が設けられ
ている。
再生された信号Nは第1a図のエンコーダてフレーム内平均されたもとの主信号
のフレーム内画像の視覚的相関性が高いことにより、主信号C/SLの画像情報
と本質的に視覚上同じ情報を含んでいる。
信号MはDSSB復調振幅拡張ユニット1326に結合され、第1a図について
論じた信号ASCと同様のフィールド交番位相を持つ補助副搬送波ASCに応じ
て補助信号Xと2を復調する。復調された信号XとZは第1a図のエンコーダに
よりフレーム内平均された信号ESHとユニット74の出力信号との高い視覚的
フレーム内画像の相関性により、これ等の信号の画像情報と視覚上本質的に同し
である。ユニット1326はまた。補助副搬送波周波数の2倍の無用の高周波数
復調生成物を除去するための1.5 MHzの低域濾波器と、逆ガンマ関数(ガ
ンマ=110.7 =1.429)即ち、第1a図のユニット8Dの用いた非線
形圧縮関数の逆関数を用いて(予め圧縮された)復調信号を拡張するための振幅
拡張器を含んでいる。ユニット1326のDSSB復調器部分のさらなる詳細は
、第24b図に示されており、その図を参照して説明する。
直角変m/復講方式に比較して、補助ワイドスクリーン情報に関してDSSB方
式を用いると、復調位相誤差か存在する場合に、非常に有利である。復調器の基
準信号位相には関係なく、変調成分間のクロストークは生じない、復調器基準信
号発振器の位相誤差の影響は、復調された信号中の全ての周波数を、発振器信号
と同じ量たけ移動し、それによって、下側波帯の位相は一方向に変位し、上側波
帯位相は同一量たけ反対方向に変位する。
また、各変調成分は復調器の位相にはかかわりなく、全振幅をもって再生され、
また、「ゴースト」は単なるゴーストとして現われてそれ以上表示画像を劣化さ
せることはない。DSSB方式の欠点は、復調時に識別される直流情報の伝送か
出来ないことてあり、これは、各変調成分からの直流情報か変調周波数スペクト
ル中の搬送波周波数に位置しているためである。しかし、この潜在的な欠点は、
ここに開示するDSSB変調構成には影響を与えることはない、なぜなら、都合
のよいことに、変調成分(第2及び第3成分)には直流情報か存在しないためで
ある。
ユニット1328は色符号化側部パネル高周波数情報を圧縮して、これかそのも
との時間区間を占めるようにすることにより、信号NTSC)(を再生する。ユ
ニット1328は、第1a図のユニット62が信号NTSCHを時間伸張した量
と同したけ、信号NTSCHを時間圧縮する。
ルミナンス(Y)高周波数情報デコーダ1330はルミナンス水平高周波数情報
信号Zを復号してワイドスクリーン・フォーマットにする。側部パネル情報は(
第1a図のエンコーダによる側部パネル情報の時間圧縮と同量だけ)時間伸張さ
れ、中央部情報は(第1a図のエンコータによる側部パネル情報の時間伸張と同
量だけ)時間圧縮される。各パネルは第14図について後述するように10画素
の重なり部分て連結されている。ユニット1330は第17図に示すように構成
されている。
変調器1332はデコーダ1330からの信号を5.0 MHzの搬送波fc上
に振幅変調する。この振幅変調された信号は更に遮断周波数5.(l MHzの
濾波器1334により高域濾波されて下側波帯を除去する。濾波器1334の出
力信号には5.0−6.211Hzの中央部パネル周波数が再生され、 S、a
−5,2MHzの側部パネル周波数が再生されている。濾波器1334からの
信号は加算器1336に印加される。
圧縮器1328からの信号NTSCHはユニット134oに印加され、クロミナ
ンス高周波数情報からルミナンス高周波数情報を分離して信号YH,IH,QH
を生成する。
これは第18図の回路により行なうことが出来る。
ユニット1324からの信号Nは、分離器1340と同様でよく、第18図に示
す形式の装置を使用し得るルミナンス・クロミナンス分離器1342によって、
それを構成するルミナンス3よびクロミナンス成分YN、IN、QNに分離され
る。
信号YH,IH,QHとYN、IN、QNは、YIQフォーマットデコーダ13
44に入力として供給され、そのデコーダはそのルミナンスおよびクロミナンス
成分をワイドスクリーン・7オーマツトに復号する。側部パネル低周波数情報が
時間伸張され、中央部パネル情報が時間圧縮され、その側部パネル高周波数情報
が側部パネル低周波数情報に加算され、第14図の原理を用いて両側部パネルか
中央部パネルに10画素の重なり部分で連結される。デコーダ1344の細部は
第19図に示す。
信号YF′は加算器1336に印加され、ここで濾波器1334からの信号と加
算される。この処理によって、再生された伸張高周波数水平ルミナンス細部情報
が復号されたルミナンス信号YF’に加算される。
信号YF′、IF’ 、QF′はソレソれ変換器135o、1352.1354
により飛越走査型から順次走査型のフォーマットに変換される。ルミナンス順次
走査変換器1350は。
また符号化された「ヘルバj@号YTNを復号する7オーマツトデコーダ136
0からの「ヘルバ」ルミナンス信号YTに応動する。デコーダ1360は信号Y
TNをワイドスクリーン・フォーマットに復号するもので、第17図と同様の構
成を示す。
■およびQ変換器1352.1354は1フレーム離れた線を時間平均して欠落
した順次走査線情報を生成することにより、飛越走査信号を順次走査信号に変換
する。これは第20図に示す形式の装置により行なうことが出来る。
ルミナンス順次走査変換ユニット1350は、信号YTか第21図の構成で示さ
れるように加算されること以外、第20図に示すものと同様である。このユニッ
トでは、「ヘルパ」信号サンプルYTが時間平均に加算され、失われた順次走査
画素サンプルの再構成を助ける6符号化された線差信号(符号化後75(I K
Hz )に含まれる水平周波数の帯域内て全時間細部情報が回復される。この水
平周波数信号の帯域から上ではYTか零であるから、失われたサンプルは時間平
均で再構成される。
ワイドスクリーン順次走査信号YF、IF、QFはDA変換器1362によって
アナログ形式に変換された後、ビデオ信号処理マトリックス増幅ユニット136
4に印加される。このユニット1364のビデオ信号処理素子は、信号増幅用、
直流レベル変移用、ピーキング用、輝度制御用、コントラスト制御用およびその
他通常のビデオ信号処理用の回路を含み、マトリックス増幅器1364はルミナ
ンス信号YFをクロミナンス信号IF、QFと合成してカラー画像表示ビデオ信
号R,G、Bを生成する。これ等のカラー信号はユニット1364中の表示器駆
動増幅器により、ワイドスクリーン・カラー画像表示装@1370. @えばワ
イドスクリーン映像管を直接駆動するに適したレベルまで増幅される。
第6図は、第1a図の処理ユニット18に含まれて広帯域のワイドスクリーン信
号YFから信号YE、YO5YHを生成する装置を示す。信号YF〜は遮断周波
数700KHzの入力濾波器610により水平に低域濾波されて、減算型合成器
612の一方の入力に印加される低周波数のルミナンス信号YLを生成する。信
号YF〜は、濾波器610の信号処理の遅れを補償するためにユニット614に
より遅延された後、合成器612の他方の入力と時間デマルチプレックス装置6
16に印加される。遅延された信号YF″″と濾波された信号YLを組合わすこ
とにより1合成器612の出力に高周波数のルミナンス信号Y)(か生しる。
遅延信号YF−と信号YH,YLはそれぞれ信号YF″、YH,YLを処理する
ためのデマルチプレックス(DEMUX)−ユニット618 、620.621
を含むデマルチブレックス装置616の各別の入力に印加される。デマルチプレ
ックス装置616の詳細は第8図について説明する。デマルチプレックス・ユニ
ウド618 、620 、621はそれぞれ、第3図および第4図に示すような
全帯域幅の中央部パネル信号YC5側部パネル高周波数情報信号Y)(および側
部パネル低周波数情報信号YL′を引出す。
信号YCは時間伸張器622により時間伸張されて信号YEを生成する。信号Y
Cは左右の水平過走査領域に対する余裕を残すに充分な中央部伸張率で時間伸張
される。この中央部伸張率(1,19)は、第3図に示すように、信号YE(画
素15−740)の目標幅と信号YC(画素75−680)の幅の比である。
信号YL′は時間圧縮器628により側部圧縮率て圧縮されて信号YOを生成す
る。側部圧縮率(6,0)は、第3図に示すように、信号YL′の対応部分(例
えば左画素1−84)の幅と信号YO(例えば左画素1−14)の目標幅との比
である0時間伸張器622 、624 、626と時間圧縮器628は後述のよ
うに第12図に示す形式のものでよい。
信号IE、IH,IOとQE、QH,QOは、それぞれ信号IF−とQF−から
第6図の装置により信号YE、YH,YOを生成したのと同様にして生成される
。
これに関連して、信号IF″″から信号IE、II(、IOを生成する装置を示
す第7図を参照する。信号QE、QH,QOは信号QF”″から同様にして生成
される。
第7図において、広帯域ワイドスクリーン信号IF′は、ユニット714により
遅延された後、デマルチブレックス装置716に結合されると共に、減算型結合
器712中て低域濾波器710からの低周波数信号ILと減算的に組合わされて
高周波数信号I)1を生成する。遅延信号IF−と信号IH,ILはそれぞれデ
マルチブレックス装置716に付属するデマルチプレクサ718 、720 、
721によりデマルチプレックス処理されて信号IC,IH,IL′を生成する
。@号ICは伸張器722により時間伸張されて信号IEを生成し、信号IL′
は圧縮器728により時間圧縮されて信号■0を生成する。信号ICは上述のよ
うに信号YCに使用されたものと同様の中央部伸張率により伸張され、信号IL
′は信号YL′に使用されたものと同様の側部圧縮率により圧縮される。
第8図は第6図の装置616や第7図の装置716に使用し得るようなデマルチ
ブレックス装置を示す、第8図の装置は第6図のデマルチプレクサ616に関連
して示されている。入力信号YF’″は画像情報を規定する754個の画素を含
んている。画素1−84は左パネルを規定し、画素571−754は右パネルを
規定し、画素75−680は左右のパネルと僅かに重なる中央部パネルを規定す
る。信号IF−とQF’″は同じ重なりを示す。後述のように、このパネルの重
なりは受像機における中央部と側部のパネルの組合わせ(連結)を容易にして境
界部の不自然さを実質的になくすることが分っている。
デマルチブレックス装置816はそれぞれ左、中央および右のパネル情報に関連
する第1、第2および第3のデマルチプレクサ(DEMUX)ユニット810
、812.814を含んている。各デマルチプレクサ・ユニットは信号YH,Y
F”、YLかそれぞれ印加される入力Aと、ブランキング信号(BLK)か印加
される入力Bを有する。ブランキング信号は例えば論理0レベルまたは接地レベ
ルのものである。ユニット810は、左側パネルの画素1−84と右側パネルの
画素671−754の存在を示す計数比較器817からの第1の制御信号をその
信号選択入力(SEL)に受けている限り入力信号YHから左右の高周波数情報
を含む出力信号YHを引出す。別の時点て。
計数比較器817からの第2の制御信号によって、入力Aの信号YHてなく入力
Bの信号BLKかユニット810の出力に結合される。ユニット814と計数比
較器820は同様に動作して、信号YLから側部パネル低周波数情報信号YL’
を引出す、ユニット812は、計数比較器818からの制御信号か中央部パネル
の画素75−580の存在を示したときに限り、信号YF’″をその入力Aから
その出力に結合し、中央部パネル信号YCを生成する。
計数比較器817 、818 、820は、クロミナンス副搬送波周波数の4倍
(4fsc)のクロック信号とビデオ信号YF〜から引出された水平線同期信号
Hに応動する計数器822からのパルス出力によりビデオ信号YF−に同期され
ている。計数器822からの各出力パルスは水平線に沿う画素位置を示し、この
計数器822は、時点TH5の下向き水平同期パルスの始点から水平線表示期間
の始めに画素rlJか生じる水平ブランキング期間の終点までの100画素に相
当する計数−100の初期偏移を持っている。従って、計数器822は線表示期
間の始めに計数「1」を示すか、その他の計数器構成も開発することが出来る。
デマルチブレックス装置815が使用している原理は、また第1a図の側部中央
部パネル結合器28の行なうような逆の信号合成動作を行なうマルチブレ・ンク
ス装置にも適用することか出来る。
第9図は第1a図のエンコーダ31.50内の変調器3oの細部を示す。第9図
において、信号INとQNかクロミナンス副搬送波周波数の4倍で生じ、それぞ
れラッチ910 、912の信号入力に印加される。ラッチ910 、912は
また、信号IN、QNに伝達するための4 fscのクロック信号と、ラッチ9
10の反転スイッチング信号入力とラッチ912の非反転スイッチング信号入力
に印加される2 fscのスイッチング信号を受ける。
ラッチ910 、912の信号出力は1つの出力線路に結合され、ここに信号1
.Qか交番で現われて非反転ラッチ914と反転ラッチ916の信号入力に印加
される。これ等のラッチは4 fscの周波数てクロッキングされ、それぞれそ
の反転入力と非反転入力にクロミナンス副搬送波周波数のスイッチング信号を受
ける。非反転ラッチ914は正極性の信号1.Qの一連の交番出力を生成し、反
転ラッチ916は負極性の1.98号即ち−■、−Qの一連の交番出力を生成す
る。ラッチ914 、91[iの出力は1つの出力線路に結合され、ここに互い
に反対極性対の1.Q信号封埋ち1.Q、−■、−Q等か順次交互に現われて信
号CNを構成する。この信号は濾波器32て濾波された後、ユニット36てルミ
ナンス信号YNの濾波されたものと組合わされてY+I、Y+Q、Y−1,Y−
Q、Y+1、Y+Q、・・・・等の形のNTSC符号化信号C/S Lを生成す
る。
第10図は、重み係数al−a9をy4w1することによりV−T帯域通過型、
V−T帯域阻止型またはV−T低域通過型となり得る垂直一時間(V−T)!波
器を示す。
第10a図の表はここに開示したシステムに使用されるV−T帯域通過型とV−
T帯域阻止型に関連する重み係数を示す。第1a図の濾波器34のようなH−V
−T帯域阻止濾波器と、第13図のデコーダ系に含まれるようなH−V−T帯域
通過濾波器は、それぞれ第10b図に示すような水平低域濾波器1020とV−
T帯域阻止濾波器1021の組合わせと、第10c図に示すような水平帯域通過
濾波器l030とV−T帯域通過濾波器1031の組合わせから成っている。
第10b図のH−V−T帯域阻止濾波器では、水平低域濾波器l020か所定の
遮断周波数を呈し、−波済みの低周波数信号成分を生成する。この信号は合成器
1023て遅延ユニット1022からの入力信号の遅延されたものと減算的に組
合わされて、高周波数信号成分を生成する。その低周波数成分は回路網1024
により1フレームたけ遅延されて加算的合成器1025に印加され、H−V−T
帯域阻止濾波された出力信号を生成する。V−T濾波器1021は第10a図に
示すV−T帯域阻止濾波係数を呈する。
第13図のデコーダに含まれるようなH−V−T帯域通過濾波器は、第10c図
に示すように、第10a図の表に示すV−T帯域通過濾波係数を持つV−T帯域
濾波器1031に縦続接続された所定遮断周波数の水平帯域濾波器1030を含
んている。
第10図の濾波器は、それぞれのタップtl−t9に逐次信号遅延を与えて濾波
器全体の遅延を生成する複数個の縦続メモリユニット(M ) 、1010a
−1010hを含む。各タップに生しる信号はそれぞれ乗算器1012a−10
124の一方の入力に印加される。各乗算器の他方の入力は行なうべき濾波処理
の特徴による規足の重み係数al−a9を受ける。その−波翅埋の特徴はまたメ
モリユニットICII(Ia−1Ω](lhにより与えられる遅延を指定する。
水平次元濾波器は画素記憶メモリを使用して濾波器全体の遅延か1水平画像線の
時間(IH)より短くなるようにしている。また、垂直次元濾波器は線記憶メモ
リ素子だけを使用し、時間次元濾波器はフレーム記憶メモリ素子だけを使用して
いる。従って、H−V−73Dts波器は、画素(<IH)、線(IH)、フレ
ーム(>IH)の記憶素子を含むか、V−T濾波器は後者の2形式の記憶素子だ
けを含む、素子1012a−10124からの重み付けされて各タップから取出
される(互いに遅延された)信号は加算器1015て組合わされて濾波出力信号
を生成する。
このような濾波器は非再帰有限インパルス応答(FTR)フィルタで、記憶素子
の与える遅延の特徴は濾波される信号の形式と、この例てはルミナンス信号、ク
ロミナンス信号および側部パネル高周波数信号の間の許容漏話の量に依存する。
濾波器の遮断特性の尖鋭度は縦続記憶素子の数を増すことにより増強される。
第10d図は第1a図の回路網I6の個別濾波器のlっを示すもので、縦続接続
のメモリ(遅延ンユニット1040a−1040dと、それに関連してそれぞれ
指定の重み係数al〜a5を持ち、信号タップtl−t5から信号を受ける乗算
器ID42a−1042eを含むと共に5また各乗算器al〜a5からの重み付
は出力信号を合計して出力信号を生成する信号合成器1045を含む。
第11a図と第11b図は第1a図の高周波数情報フレーム内平均器38の細部
を示す。高周波数平均器38は信号C/SLを受ける遮断周波数的1.5 MH
zの入力水平低域濾波器1110を含んている。入力信号C/SLの低周波数成
分は濾波器1110の出力に生じ、高周波成分は図示のように構成された減算的
合成器1112の出力に生じる。その低周波数成分はユニット1114により1
62Hだけ遅延された後、加算器11120に印加される。また信号C/SLの
高周波数成分はV−T濾波器1116で処理された後、加算器1]20に印加さ
れて信号Nを生成する。
第11b図に示す濾波器1116は1対の262H遅延素子1122.1124
と、これに関連する重み係数al、a2、a3を持つ乗算器1125.1126
.1127を含んでいる。各乗算器の出力は加算器1130に印加されてC/S
L高周波数情報時間平均信号を生成する0重み係数82は定数のままであるか、
係数alと83は隣接フィールド毎に1/2とOの間て交番する。また係数a3
の値がOおよび1/2のとき、係数31の債は1/2およびOとなる。
第12図は第6図および第7図の時間伸張器および時間圧縮器に使用し得るラス
タ・マツピング装置を示す。これに関連して、そのマツピング過程を示す第12
a図の波形を参照する。第12a図は画素84と670の間の中央部を時間伸張
処理により出力波形Wの画素位置1−754にマツプしようとする入力信号波形
Sを示す。波形Sの終点画素1と670は直ちに波形Wの終点画素工と754に
マツプする。その中間の画素は時間伸張により直ちに1対1にはマツプせず、多
くの場合整数的にはマツプしない。
後者の場合、例えば入力波形Sの画素位置85.33か出力波形Wの整数画素位
置3に対応する。このように信号Sの画素位置85.33は整数部(85)と小
数部D X (,33)を含み、波形Wの画素位M3は整数部(3)と小数部(
0)を含む。
第12図において、周波数4fscで動作する画素計数器121Oは出力ラスタ
上の画素位置(1−・・・754)を表わす出力「書込みアドレス」信号Mを生
成する。信号Mは、実行されるラスタ・マツピングの特徴、例えば圧縮または伸
張に依存するプログラム値を含むルックアップ・テーブルを有するブロクラミン
グ可能のソート・オンリ・メモリFROM1212に印加される。PROM12
12はこの信号Mに応して整数を表わす出力「読取りアドレス」信号Nと、零に
等しいかそれより大きいか1より小さい小数を表わす出力信号DXを生成する。
6ビツト信号DX(2’=64)の場合、信号DXは小数部分0.1/64.2
/64.3/64、・・・・63/64を示す。
F ROM 1212はビデオ入力信号Sの信号Nの記憶値の関数としての伸張
または圧縮を許容する。このようにして、読取りアドレス信号Nのプログラム値
と小数部分信号DXのプログラム値が画素位置信号Mの整数値に応して与えられ
る。例えば、信号の伸張を行なうために、PROM 1212は信号Mより少な
い割合いて信号Nを生成するようになっており、逆に、PROM1212は信号
の圧縮を行なうために信号Mより多い割合いて信号Nを生成する。
ビデオ入力信号Sは縦続画素遅延素子1214a 、 1214b、1214c
により遅延されてビデオ入力信号の相互遅延信号であるビデオ信号S (N+2
)、S CN+1)、S (N)生じる。これ等の信号は周知のような各双対端
子(デュアルポート)メモリ1216a −1215dのビデオ信号入力に印加
される。信号Mは各メモリ1216a−1216dの書込みアドレス入力に印加
され、@号Nは各メモリ1216a −1215dの読取りアドレス入力に印加
される。信号Mは入来ビデオ信号情報か各メモリのどこに書込まれるかを決定し
、信号Nは各メモリからどの値か読取られるかを決定する。各メモリは1つのア
ドレスに書込むと同時に他の1つのアドレスから読取ることか出来る。メモリ1
215a−】215dの出力信号S (N−1)、 S (N)、 S (N+
1)、S (N+2)は、P ROM 1212かどのようにブロクラミングさ
れているかの関数であるメモリ12]6a −1216dの読取り/書込み動作
に依存する時間伸張または時間圧縮のフォーマットを呈する。
メモリ1215a−1216dからの信号5(N−1)、5(N)、S (N+
1)、S (N+2)は、第12b図および第12c図に細部を示す、ピーキン
グ濾波器1220.1222から成る4点線形内挿器、PROM1225および
2点線形内挿器1230により処理される。ピーキング濾波器1220゜122
2は図示のように信号S (N−1)、 S (N)、 S(N+1)、S (
N+2)を含む信号群から3つの信号を受けると共に、ピーキング信号PXを受
ける。ピーキング信号Pxの値は12d図に示すように信号DXの値の関数とし
てOからlまて変り、信号DXに応じてFROM 1225から供給される。
PROM1225はルックアップ・テーブルを有し、DXの所定値に応じてPx
の所定値を生成するようにプログラミングされている。
ピーキング濾波器1220.1222はそれぞれ、別に信号DXを受ける2点線
形内挿器1230にピーキングされた互いに遅延する信号S’(N)とS′(N
+1)を供給する。内挿器1230は(圧縮または伸張された)ビデオ出力信号
Wを生成し、その信号Wは次式て表わされる。
W=S’(N)+DX [S’(N+1)−S′(N)コ上記の4点内挿器とピ
ーキング関数は高解像度の高周波数細部情報を持つ(sinX ) / Xの内
挿関数にうまく近づく。
第12b図はビーキンク濾波器1220.1222および内挿器1230の細部
を示す。第12b図において、信号S (N−1)、S (N)、S (N+1
)かピーキング濾波器1220内の重み付は回路1240に印加され、それぞれ
ピーキング計数−1/4.1/2、=l/4て重み付けされる。第12c図に示
すように、重み付は回路1240はそれぞれ信号S (N−1)、S (N)、
S (N+1)にピーキング係数−174,1/2、−1/4を乗じる乗算器1
241a −1241cを含んている。
乗算器1241a−1241cの出力信号は加算器1242て合計されてピーキ
ング済みの信号P (N)を生じる。この信号は乗算器1234て信号PXを乗
じられてピーキング済みの信号は生成し、その信号は加算器1244て信号S
(N)と合計されてピーキング済みの信号S ’(N )を生成する。ピーキン
グ濾波器1222は同様の構造と動作を示す。
2点内挿器1230においては、信号S ’(N )は減算器1232て信号S
’(N、+ 1 )から差引かれて差信号を生じ。
これか乗算器1234て信号DXに乗じられる0乗算器1234の出力信号は加
算器1236で信号S ’(N )に加算されて。
出力信号Wを生成する。
平均差引ユニット1324の細部か第15図に示されている。信号NTSCFか
ユニット15】0て低域濾波されて低周波数情報成分を生成し、これかユニット
1512て信号NTSCFと減算的に組合わされて信号NTSCFの高周波数情
報成分を生成する。この成分はユニット】513により平均化(加算的組合わせ
)および差引き(減算的組合わせ)されて平均出力(+)に平均化された高周波
数成分NHを生成し、差引出力(−)に信号Mを生しる。成分NHは加算器15
14て、濾波器1510からの262H遅延された出力信号と合計されて信号N
を生成する。
第16図は第15図のユニット1513の細部を示す。第16図は図示のように
インバータ16]0.1612と加算器1614か追加された以外前述の第11
b図の構成と同様である。
第13図のユニット1330の細部を示す第17図において、信号2は側部−中
央部分離器(デマルチプレクサ) 1710に印加され、第1a図のエンコーダ
てそれぞれ圧縮および拡張された側部パネル高周波数成分信号YHOと中央部信
号YHAに分離される。これ等の信号はユニットl712.1714で前述のマ
ツピング技法を用いて時間伸張および時間圧縮され、ルミナンス高周波数側部パ
ネル情報信号VH5と中央部情報信号YHCを生成する。これらは(例えば第1
4図のシステムにより行ない得るように)ユニット1716により重ね継ぎされ
た後、振幅変調器1332に印加される。
第18図において、第10c図の構成と3.58±0.5 MHzの通過帯域を
有するH−V−T帯域鑓波器1810は、信号NTSCHを減算型合成器181
4に供給する。信号NTSCHはまた転移時間等化用遅延器1812を介して合
成器1814に供給される。分離されたルミナンス高周波数信号YHは合成器】
8】4の出力に現われる。濾波器1810からの濾波済み信号NTSCHは復調
器1816によりクロミナンス副搬送波信号SCに応して直角復調され、クロミ
ナンス高周波数信号IH,QHを生成する。
第19図において、信号YN、IN、QNは、側部−中央部パネル信号分離器(
時間デマルチプレクサ) 1940により、圧縮側部パネル低周波数情報信号Y
O,IO,QOと伸張中央部パネル情報信号YE、IE、QEとに分離される。
デマルチプレクサ1940は前述の第8図のデマルチプレクサ816の原理を用
いることか出来る。
信号YO1IO,QOは時間伸張器1942により(第1a図のエンコーダの側
部パネル圧縮率に対応する)側部パネル伸張率で時間伸張され、回復された側部
パネル低周波数情報信号YL、IL、Qして示されるように、ワイドスクリーン
信号内に側部パネル低周波数情報のもとの空間的関係を回復する。同様に、側部
パネルに対する余裕を作るために、中央部パネル情報信号YE、IE。
QEは時間伸張器】944により(第1a図のエンコータの中央部パネル伸gt
率に対応する)中央部パネル圧縮率で時間圧縮され1回復された側部パネル低周
波数情報信号YC,IC,QCて示されるように、ワイドスクリーン信号内に中
央部パネル情報のもとの空間的関係を回復する。圧縮器1944と伸張器194
2は前述の第12図の形式のものでよい。
空間的に回復された側部パネル高周波数情報信号YH,IH,QHは、合成器1
946により、空間的に回復された側部パネル低周波数情報信号YL、IL、Q
Lと組合わされて再構成側部パネル信号YS、Is、QSを生成する。これ等の
信号は重ね継ぎ器1960により再構成中央部パネル信号YC,IC,QCと結
合され、完全再構成ワイドスクリーン・ルミナンス信号YF′と完全再構成ワイ
ドスクリーン色差信号I F′、QF’を生成する。側部パネルと中央部パネル
の信号成分の重ね継ぎは、第14図の重ね継ぎ器1960の下記説明から分るよ
うに、側部パネルと中央部パネルの境界の肉眼で分る書目か実際上消滅するよう
に行なわれる。
第20図において、飛越走査信号IF′ (またはQ F ′)は素子2012
で263H遅延された後、双対端子メモリ2020に印加される。この遅延信号
は更に素子2012により262H遅延された後、加算器2014て入力信号と
加算される。加算器2014の出力信号は2分割回路2016を介して双対端子
メモリ2018の入力に印加される。メモリ2020と2018はデータを周波
数8 fscて読取り、4 fscて書込む、メモリ2020と2018の出力
マルチプレクサ(M U X ’I 2022に印加されて出力順次走査信号I
F(QF)を生成する。飛越走査入力信号(指定画素サンプルC,xを持つ2線
)と画素サンプルC5Xを含む順次走査出力信号との、両波形も示されている。
第21図は第13図の信号YF’用の変換器1350として用いるに適する装置
を示す。飛越走査信号YF′は素子2110と2112により遅延された後、図
示のように加算器2114て合成される。素子211Oからの遅延信号は双対端
子メモリ2】20に印加される。加算器2114の出力信号は2分割回路211
6に印加され、その出力は加算器211Bで信号7丁に加算される。加算器21
18の出力は双対メモリ2122に印加される。メモリ2120.2122は周
波数4 fscで書込み、8 fscで読取り、順次走査信号YFを生成するマ
ルチプレクサ2124に出力信号を供給する。
第14図は例えば第19図の重ね継ぎ器1960として用いるに適する側部−中
央部パネル重ね継ぎ装置を示す。第14図に示すように1重ね継ぎ器は側部パネ
ルルミナンス信号成分はYSと中央部パネルルミナンス信号成分YCから全帯域
幅ルミナンス信号YF′を生成する回路網1410、並びにその回路網14】0
と構造および動作か同様の■信号重ね継ぎ器1420とQ信号重ね継ぎ器143
0を含む。
中央部パネルと側部パネルはわざと数画素分例えば10画素たけ重ねられている
。従って、中央部パネル信号と側部パネル信号は重ね継ぎ前の信号符号化伝送過
程を通して余分の数個の画素を共有している。
ワイドスクリーン受像機では、中央部パネルと側部パネルかそれぞれの信号から
再構成されるか、パネル信号により行なわれる時間伸張、時間圧縮および濾波の
ため、中央部パネルと側部パネルの境界の数画素が劣化または変形している。こ
の重なり領域(OL)と劣化画素(CP、明示のため借かに誇張されている)は
第】4図の信号YS、YCに関連する波形で示されている。各パネルに重なり領
域かなければ、劣化画素か互いに衝合してその継目が目で見えるか、10画稟輻
の重なり領域は劣化境界画素3個ないし5個を補償するに足る輻を持つことか分
った。
余分の画素は重なり領域における側部パネルと中央部パネルの融合を許容する利
点がある0乗算器1411は関連波形で示すように重なり領域において側部パネ
ル信号YSに重み間aWを乗じた後、信号合成器1415に印加する。同様に、
乗算器1412は重なり領域において中央部パネル信号に相補重み関数(1−W
)を乗じた後、信号合成器1415に印加する。これ等の重み関数は重なり領域
で線形傾斜型特性を示し、0ないしlの値を含む。重み付は後側部パネルと中央
部パネルの画素は合成器1415により合計され、各再構成画素か側部パネル画
素と中央部パネル画素の線形組合わせとなっている。
重み関数は重なり領域の最内側境界付近で1に近付き最外側境界付近でOに近付
くことか望ましいにれによって劣化再構成のパネル境界への影響か比較的少なく
なる。開示した線形傾斜型重み関数はこの条件を満足するが、重み関数は線形で
ある必要はなく、lとOの重み点付近で曲線形または丸味のある端部を持つ非線
形の重み関数も使用することか出来る。このような重み関数は上記形式の線形傾
斜型重み関数を症波することにより容易に得ることが出来る。
重み関数W、1−Wは1画素位置を示す入力信号に応動するルックアップテーブ
ルを含む回路網と減算型合成器により容易に発生し得る。側部と中央部の画素の
重なり位置は既知であるから、ルックアップチーフルは入力信号に応じて重み間
数Wに対応し、Oから1までの出力値か生じるようにプログラミングされる。そ
の入力信号は各水平線同期パルスにより同期された計数器による等の種々の方法
て発生することか出来る。相補重み関数1−Wは重み間数Wを1から差引くこと
により生成し得る。
第22図は第1a図の信号YF用の順次走査−飛越走査変換器17cとして用い
るに適する装置を示す、第22図はまた第2a図にも示される図示垂直(V)時
間(T)平面上のサンプルA、B、C,Xを持つ順次走査入力信号YFの一部を
示す。順次走査信号YFは素子2210.2212によりそれぞれ525Hの遅
延を与えられてサンプルBから相対的に遅れたサンプルX、Aを生じる。サンプ
ルB、Aは加算器2214で合計されて2分割回路2216に印加される0回路
2216からの出力信号は回路網2218でサンプルXと減算的に結合され、信
号YTを生成する。信号YTは双対端子メモリ2222の入力に供給され、遅延
器2210の出力からの信号YFは双対端子メモリ2223の入力に供給される
。メモリ2222と2223は両方共、4xf、cの周波数で読出され、f3
x f seの周波数で書込まれて、それぞれの出力に飛越走査形式の信号YF
’とYTとを生成する。
!23図は第1a図の変換器+7a 、 17bとして用いるに適する装置を示
す、第23図において、順次走査信号IF(またはQF)が525H遅延素子2
310に印加された後、読取り周波数4fsc、書込み周波数8 fscの双対
端子メモリ23】2に印加されて飛越走査出力信号IF’(またはQF’)を生
じる。サンプルC1Xを含む第1および第2の線を持つ順次走査入力信号と飛越
走査出力信号(サンプルCを含む第1の線か2倍に伸張されている)を表わす波
形も図示されている。双対端子メモリ2312は入力信号の1@1の線のサンプ
ル(C)だけを伸張された形で出力する。
第24a図はユニット80の詳細を示す。SINα形式の信号XとSINβ形式
の信号Zは、非線形振幅圧縮器2405と2408のアドレス入力にそれぞれ供
給される。圧縮器2405と2408は、各々が所要の非線形ガンマ圧縮関数に
対応するプログラムされた値を有するルックアップ・テーブルを含んているプロ
グラマブル・リード・オンリ・メモリ(FROM)である、上記の関数は、図示
の瞬時入カー出力圧縮器変換関数により示されている。ユニット2405と24
08のデータ出力からの圧縮された信号Xと2は、次のように、DSSB変調処
理をうける。
第24a図のDSSB変調器部分は基本的には2つの単側波帯発生器からなり、
一方か上側波帯を、他方が下側波帯を発生するためのものである。簡単に説明す
ると。
各発生器について、元の入力信号とそのヒルベルト変換か、各々、サイン及びコ
サイン位相搬送波上に変調してよせられ、その結果か加算されて、一方の側波帯
を増強して他方を消去する。ついて、各発生器の出力は合成されて、前述した如
く、主信号(N)に加えられる信号(M)が生成される。
ヒルベルト変換器は、与えられた帯域中の全周波数に対して90°の移相、例え
ば、サイン51I数のコサインへの変換、を与え、一方、その帯域全体にわたっ
て平坦な振幅応答を維持する。ヒルベルト変換器をデジタル的に実施する場合は
、しばしば、有限インパルス応答形(FIR)フィルタの形をとる。ヒルベルト
変換器構成についてのこれ以上の情報は、オッペンへイム(Oppenheim
)とシエーファ(Schafer)による教科書「デジタル信号処理(Digi
tal 51gn1 Processing)J (Prentice−Hal
1社)に見ることが出来る。
第24a図において、説明の便宜上sinαの形をとるものとする圧縮器240
5の出力からの振幅圧縮された信号Xは、乗算器2414の変調入力に直接供給
され1乗算器2412の変調入力には、ヒルベルト変換器2410によってCO
Sαの形へ90°移相された後に供給される0乗算器2412と2414の基準
信号入力は、それぞれ、cosθとsinθの形の直角位相関係の副搬送波信号
を受取り、これらの信号は変調入力に供給される信号によって変調される0乗算
器2412と2414の出力は合成器2418で合成されて、2重単側波帯変輿
出力信号(M)の下側波帯成分が生成される、この例においては、乗算器241
2と2414への副搬送波信号入力は、互いに直角(sin θ、cos θ)
位相関係を呈するが、直角位相関係は必要ではない、送信機側では、任意の副搬
送波位相関係を選択てき、受信機復調器側では適切な復調のために、送信機側の
位相関係をそのまま用いなければならない。
上側波帯を生成するために、例えばsinβの形をとる圧縮器2508からの振
幅圧縮された信号2が、前述した下側波帯変調器を形成する素子と同様に配置さ
れたヒルベルト変換器2420、乗算器2422と2424及び合成器2428
を含む変調回路網に供給される。出力D S S BQ号Mは、上下側波帯信号
を合成器2430で合成することにより生成される。上側波帯変調器は、それぞ
れの乗算器への副搬送波入力の位相が下側波帯変調器と異る0例えば、下側波帯
変調器の乗算器2412はcosθの形の副搬送波を受取り、この乗算器に対応
する上側波帯変調器の乗算器2422はsin θの形の副搬送波を受取り、従
って、これらの副搬送波は直角位相関係にある。互いに対応する乗算器24】4
と2424への副搬送波入力も、互いに直角の位相関係を呈する。変調器が上側
波帯用か下側波帯用かは、ユニット2418と2428で加算が行われるのか減
算が行われるのかにより、また、どちらの乗算器かヒルベルト変換された入力信
号を受取るかによって決まる。従つて、変調器の「上側波帯」及び「下側波帯」
用としての用い方は。
ユニット2418と2428で加算を行わずに減算を行うようにするか、または
、ヒルベルト変換された入力信号を図示のように乗算器2412と2422へ供
給せずに、乗算器2414と2424に供給するようにすることによって、逆に
することができる。
第24b図は第13図におけるブロック1326のDSSB復調器部分を示す、
変調された信号Mは、5in(θ+e)とcos (θ+e)の形の直角位相関
係の復調基準信号をそれぞれ受ける乗算器2440及び2450 (直角同期検
波器)に供給される。各基準信号は位相誤差reJを呈するものと仮定されてい
る。各乗算器から検波された出力信号は、それぞれ、回路網2442と2452
によって低減濾波されて、不要の高周波数搬送波復調和生成物が除去される。9
0′″ヒルベルト変換は、各濾波済出力信号に対して回路網2444と2454
を介して行われ、変換された信号の各々は他方の変換されなかった信号と、図示
のように、回路網2460と2470によって減算的に合成されて成分Xと2を
生成する。後で、これらの信号XとZは、例えば、送信機における圧縮値の逆数
をプログラムしたルックアップ・テーブルを有するFROM (図示せず)など
によって。
非線形振幅拡張が施される。
合成器2460と2470からの出力信号についての式から理解できるように、
位相誤差reJの値には関係なく、出力信号XとZにはクロストーク成分か存在
していない。
位相誤差は出力信号Xについては正であり、出力信号Zについては負であるが、
このことは、位相誤差reJを相殺することに利用てきる0位相誤差は相殺しな
いと、表示されるか、表示されても、表示画像には大きな影響を与える可能性は
あまりないことが観測されている。
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補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
平成2年7月6日
1 特許出願の表示
PCT/US88104377
2 発明の名称
補助搬送波を有する改良両立性テレビジョン・システム3 特許出願人
住所 アメリカ合衆国 ニューヨーク州 12345スケネクタデイ リバー・
ロード 1
名称 ゼネラル エレクトリック カンバニイ4代理人
郵便番号651
住所 神戸市中央区雲井通7丁目fil1号補正書の翻訳文 1通
7 補正の対表
出願翻訳文の請求の範囲
8 補正の内容
出願翻訳文の請求の範囲と補正書の翻訳文の請求の範囲の項数は同一であるか、
その内容は
(1)出願翻訳文の請求の範囲第1項から第20項までは補正はない。
(2)出願翻訳文の請求の範囲第21項及び第22項を補正し、それぞれの項を
補正書の翻訳文の請求の範囲第21項及び第22項に置換える。
請求の範囲
(1)対応する側部パネル画像部分の画像アスペクト比よりも大きい画像アスペ
クト比を有する主パネル画像部分を有し、全体としての画像アスペクト比か標準
テレビジョン画像のアスペクト比よりも大きいワイドスクリーン画像を表わすテ
レビジョン型信号を供給する手段と、上記テレビジョン信号に応答して、標準ア
スペクト比画像を表わす情報を含んだ第1の成分を生成する手段と。
上記テレビジョン信号に応答して、第1の形の補助情報を含んだ第2の成分を生
成する手段と、上記テレビジョン信号に応答して、第2の形の補助情報を含んだ
第3の成分を生成する手段と、上記第2と第3の成分と補助副搬送波とに応答し
て、上記第2と第3の成分によって変調され、上記第2の成分か上記第3の成分
を除く上記副搬送波の第1の側波帯を占め、上記第3の成分か上記第2の成分を
除く上記搬送波の第2の側波帯を占める2重単側波帯搬送波信号を生成する変調
手段と。
を含む、テレビジョン型信号を処理するためのシステム。
(2)上記第2の成分か側部パネル画像情報を含んでおり、
上記第3の成分か高周波数画像細部情報を含んでいる、
請求項(1)に記載のシステム。
(3)上記第2の成分が低周波数情報を除く高周波数情報を含んでおり、
上記第3の成分か水平低周波数画像情報を除く水平高周波数ルミナンス細部情報
を含んでいる、請求項(2)に記載のシステム。
(4)上記補助副搬送波かフィールド交番位相を呈する、請求項(1)に記載の
システム。
(5)上記補助副搬送波を変調するに先立って上記第2と第3の成分をフレーム
内処理する手段と、上記変調された副搬送波を上記第1の成分と合成して出力信
号を生成する手段と、
RF搬送波を上記出力信号で変調する手段と、をさらに含んでなる。請求項(1
)に記載のシステム。
(6)上記補助副搬送波がクロミナンス副搬送波の周波数より低い周波数を呈す
る、請求項(1)に記載のシステム。
(7)さらに、上記補助副搬送波を変調するに先立って上記第2と第3の成分を
振幅圧縮するための手段を含んでなる、請求項(1)に記載のシステム。
(8)上記変調された補助副搬送波がベースバンド周波数の範囲内の周波数を持
つ、請求項(1)に記載のシステム。
(9)上記変調手段が、
(a)互いに異る位相を呈する第1と第2の搬送波信号にそれぞれ応答する第1
と第2の信号乗算器、(b)上記第2の成分を予め規定された量たけ移相する第
1の手段。
(c)上記移相された第2の成分を上記第1の乗算器の変調信号入力に結合する
手段、
(d)上記第2の成分を上記第2の乗算器の変調信号入力に結合する手段、及び
(e)上記第1と第2の乗算器からの変調された搬送波出力信号を合成して上記
第1と第2の側波帯の一方を生成する第1の手段。
を含む第1の変調器と、
(a)互いに異る位相を呈する第3と第4の搬送波信号にそれぞれ応答する第3
と第4の信号乗算器。
(b)上記第3の成分を予め規定された量だけ移相する第2の手段、
(C)上記移相された第3の成分を上記第3の乗算器の変調信号入力に結合する
手段、
(d)上記第3の成分を上記第4の乗算器の変調信号入力に結合する手段、及び
(e)上記第3と第4の乗算器からの変調された搬送波出力信号を合成して上記
第1と第2の側波帯の他方を生成する第2の手段。
を含む第2の変調器と、
上記第1と第2の合成器からの出力信号を合成して2重単側波帯出力信号を生成
する手段と。
を含むものである、請求項(1)に記載のシステム。
(10)上記M41と第2の移相手段かそれぞれ上記第2と第3の成分を90′
″移相する、請求項(9)に記載のシステム。
(11)上記移相された第2と第3の成分か直流情報を含んていない、請求項(
10)に記載のシステム。
(12)上記第1と第2の搬送波信号か互いに直角の位相関係を呈し、
上記第3と第4の搬送波信号が互いに直角の位相関係を呈する、
請求項(9)に記載のシステム。
(13)上記第1と第3の搬送波信号か互いに直角の位相関係を呈し。
上記第2と第4の搬送波信号が互いに直角の位相関係を呈する、
請求項(12)に記載のシステム。
(14)対応する側部パネル画像部分よりも大きな画像アスペクト比を有する主
パネル画像部分を有し、全体としての画像アスペクト比が標準テレビジョン画像
の画像アスペクト比よりも大きいワイドスクリーン画像を表わすテレビジョン型
信号であって、このテレビジョン信号が、(a)標準アスペクト比画像を表わす
情報を含んでいる第1の成分と、(b)第1の形の補助情報を含んでいる第2の
成分と、(c)第2の形の補助情報を含んでいる第3の成分とを含み、上記第2
と第3の成分と補助搬送波が、上記第2の成分か上記第3の成分を除く上記搬送
波の第1の側波帯を占め、上記第3の成分か上記第2の成分を除く上記副搬送波
の第2の側波帯を占め、上記第1の成分と合成される2重単側波帯変調された搬
送波信号を形成するようにされている上記テレビジョン型信号を受信するシステ
ムであって、
上記2重単側波帯変調された搬送波信号から上記第1の成分を分離する手段と、
上記2重単側波帯搬送波信号を復調して上記第2と第3の成分を再生する手段と
、
上記再生された第1と第2と第3の成分に応答して画像を表わす信号を生成する
ビデオ信号処理手段と。
を含む4システム。
(15)上記第2の成分か側部パネル情報を含んており、上記第3の成分か高周
波数画像細部情報を含んでいる、
請求項(14)に記載のシステム。
(15)上記第2の成分か低周波数情報を除く高周波数情報を含んでおり、
上記第3の成分か水平低周波数画像情報を除く水平高周波数ルミナンス細部情報
を含んている、請求項(15)に記載のシステム。
(17)上記復調手段がフィールド交番位相を持つ基準信号に応答する、請求項
(14)に記載のシステム。
(18)さらに、上記再生された第2と第3の成分を振幅拡張する手段を含む、
請求項(14)に記載のシステム。
(19)上記復調手段か、
互いに異る位相の第1と第2の搬送波信号と上記2重単側波帯変調された搬送波
信号とにそれぞれ応答して、それぞれ第1と第2の出力信号を生成する第1と第
2の信号乗算器と、
上記第1と第2の出力信号を予め規定された量だけそれぞれ移相して、移相され
た第1と第2の出力信号を生成する第1と第2の手段と、
上記第1の出力信号と上記移相された第2の出力信号を合成して上記第2と第3
の成分の一方を生成する第1の手段と、
上記第2の出力信号と上記移相された第1の出力信号とを合成して上記第2と第
3の成分の他方を生成する第2の手段と、
を含むものである、請求項(14)に記載のシステム。
(20)上記第1と第2の移相手段が上記第1と第2の出力信号をそれぞれ90
°移相する、請求項(19)に記載のシステム。
(21)上記第1と第2の搬送波信号が互いに直角の位相関係を呈する、請求項
(1g)に記載のシステム。
(22)上記第1と第2の合成手段が減算的合成手段である、請求項(19)に
記載のシステム。
国際調査報告
一一一一−^紳颯−−″″@ PC?/υS 8g10437フ国際調査報告