JPH0548669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高品位テレビ受信機に係り、特にビデ
オカメラ、VTRなどのビデオ機器との接続に好
適な高品位テレビ受信機に関する。

〔発明の背景〕

高品位テレビ信号を大幅に帯域圧縮して、
12GHg帯の衛星放送で伝送可能としたMUSE方
式が提唱されている。（二宮、他２名「高品位テ
レビの衛星１チヤンネル伝送方式（MUSE）」テ
レビジヨン学会技術報告TEBS95−237ページ〜
42ページ） これは、図１に示すようにもとの信号の標本点
の1/4の標本点を伝送し、４フイールドで完全な
絵を伝送するもので、フイールド間オフセツトサ
ンプリングした信号を、さらにドツトインターレ
ースして伝送することになる。この方式の理論的
圧縮率は1/4である。

この信号の復調は以下のようにして行なわれ
る。

静止画像に対しては、受信号にフレームメモリ
を持つていて、現フイールドと過去３フイールド
の全ての標本点の情報を用いて復調する。

この時、Ｘの点は伝送されてきていないのでそ
の周辺の標本点から２次元内挿により再生する。

動画像部分に対しては、伝送されてきたそのフ
イールドの標本点だけで内挿、復調する。

このように静止画部分と動画像部分とでは復調
方法が異なるため、受信側で動き検出が必要であ
る。また、動画では絵がボケるため、カメラのゆ
つくりしたパニングの場合、画面全体が並行移動
してボケが目立つことになる。このため、過去の
フレームの画像と現フレームの画像の間での位置
ずれをなくす、いわゆる動き補正が必要である。

こうした問題から、送り側であらかじめ、次の
２種類のコントロール信号が必要である。（前記
文献参照） (1) 動きベクトル…フレーム間で位置がどれだけ
ずれたかを示す信号 (2) 動き検出モード制御信号…動き検出を１フレ
ーム差分でやるか、２フレーム差分でやるかを
制御する信号 このような送り側での処理により、帯域を
8MHg程度に圧縮でき、12GHg帯での衛星放送
が可能になつたわけである。

このMUSE方式の伝送信号を受信する場合で
も、現行NTSC方式に用いられている家庭用
VTRのように、家庭で記録し、時間をシフトし
て、好きな時に見られるようなVTRが必要であ
る。また、この受信機、VTRに接続して、高品
位の映像を楽しめる家庭用ビデオカメラなども必
要になる。しかし、このようなビデオ機器をシス
テムに組入れるには、以下に説明するような不都
合を生じる。

VTRはその機構上、時間軸変動を生じる。こ
の時間軸変動のため、見掛け上、静止画部分も動
くことになり、受信機の動き検出で、動画像と判
断され、映像がボケる可能性が高い。

また、VTRにはドロツプアウトと称される信
号欠落が生じるが、これが動きベクトルの挿入さ
れた期間に生じると、動きベクトル情報が得られ
なかつたり、誤まつた情報となり、動き補正が誤
動作する恐れがある。

さらに、家庭用のビデオカメラを考えた場合、
MUSEに信号変換するためには、前記２つのコ
ントロール信号の挿入が必要となるが、このため
には、フレームメモリや、高速の加減算器など、
メモリ、高速論理素子を大量に使用する必要があ
る。したがつて、装置の小形、低電力、低コスト
化が困難になる。

一方、もとの高品位テレビ信号に復調した状態
でVTR、ビデオカメラとシステムを組む場合、
MUSEの標本化周波数（約16.2MHg）の４倍の
約64.8MHgという高速のAD変換器、DA変換器
が必要になり、受信機の低コスト化に支障をきた
す。

〔発明の目的〕

本発明の目的はVTR、ビデオカメラとシステ
ムを組んだ場合に、総合して高画質の映像が低コ
ストで得られる高品位テレビ用受信機を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

MUSEは前述したようにフイールド間オフセ
ツトサンプリングし、さらにドツトインターレー
スさせて帯域圧縮したものである。したがつて、
動き補正を行ない、動きに応じて内挿処理を変え
てドツトインターレースを復調し、フイールド間
オフセツトサンプリングの状態にすると、このま
ま表示しても、視覚の積分効果により、信号の折
返し成分はほとんど知覚されないし、また、フイ
ールド間オフセツトサンプリングの状態から二次
元内挿により元の高品位テレビ信号に戻した時、
動き検出の誤動作による静止画像部分のボケの変
化は著しく小さく、ほとんど問題が無い。したが
つて、例えば４フイールド間オフセツトサンプリ
ングされているMUSE信号をフレーム間内挿し
て２フイールド間オフセツトサンプリングの
MUSE信号の状態に復調し、この２フイールド
間オフセツトサンプリングの状態でVTRなどに
記録することにより、前述のような時間軸変動、
ドロツプアウトによる問題を軽減することができ
る。また、この２フイールド間オフセツトサンプ
リングの状態でVTRから再生されたMUSE信号
やビデオカメラからの信号を高品位テレビ受信機
に導き元の広帯域なテレビ信号に復調する構成と
することで、フレーム間内挿処理で行なう動きベ
クトル補正処理や２フレーム間の動き検出が不要
となり、２フイールド間オフセツトサンプリング
のMUSE信号を復調するための動き検出回路も
簡単なものでよい。

したがつて、例えば家庭用の高品位テレビ用ビ
デオカメラを考えた場合、高品位カメラで撮えた
映像信号を４フイールド間オフセツトサンプリン
グにより帯域圧縮されていたMUSE信号に変換
するためのフレームメモリや高速演算素子なを大
幅に簡略することができる。

上記目的を達成するために、本発明の高品位テ
レビ受信機としては、アナログ信号にMUSE信
号をAD変換器にてデジタル信号に変換し、フレ
ームメモリを用いたベクトルによる動き補正処理
やフレーム間内挿処理などによるドツトインタレ
ースの内挿処理を施した後の信号で、且つ２フイ
ールド間でオフセツトサンプリングしている
MUSE信号を、本来のMUSEの標本化周波数の
２倍（または４倍）の標本化周波数でAD変換器
にてアナログ信号に戻して出力する出力端子を設
け、この出力を例えば外付けのMUSE用VTRに
接続して記録可能とする。またMUSEの標本化
周波数の２倍（または、４倍）の標本化周波数で
サンプリングするAD変換器と、MUSE信号また
はビデオカメラやVTRなどのビデオ機器の出力
と接続する入力端子を設け、このMUSE信号又
はビデオカメラやビデオ機器からの２フイールド
間でオフセツトサンプリングしているMUSE信
号を上記AD変換器にてサンプリングしデジタル
信号に変換できる構成とする。

〔発明の実施例〕

本発明による高品位テレビ受信機の一実施例を
第２図に示す。第２図において、１は第１の入力
端子、２は第１のAD変換器、３は同期、コント
ロール信号分離回路、４はノイズリデユーサ、５
は第１のスイツチ、６はフレームメモリ、７は第
１の動き検出器、８はLPF、９は第２の動き検
出器、１０は第２のスイツチ、１１は最大値選択
器、１２は第１の時空間フイルタ、１３は第２の
時空間フイルタ、１４は混合器、１５はDA変換
器、１６は出力端子、１７は第２の入力端子、１
８は第２のAD変換器、１９は第３のスイツチ、
２０は第１のフイールドメモリ、２１は第２のフ
イールドメモリ、２２は第３の動き検出器、２３
は第３の時空間フイルタ、２４はYC分離、２５
はマトリツクス回路、２６はデイスプレイ、２７
は同期分離回路である。

MUSE方式で伝送される高品位テレビ信号は
第１の入力端子１から入力され、第１のAD変換
器２で、標本、量子化される。この標本化周波数
は、MUSEの標本化周波数と同じで良いので、
この場合、16.2MHgである。この第１のAD変換
器２の出力から、その信号パターンにより、同期
（垂直、水平）情報、コントロール信号が、同期、
コントロール信号分離回路３で分離される。一
方、入力信号はノイズリデユーサ４により、２フ
レーム前の信号との加算によるデジタル的な雑音
除去がなされた後、第１のスイツチ５に供給され
る。第１のスイツチ５はフレームメモリ６の出力
とノイズリデユーサ４の出力を交互に選択し、フ
レームメモリ６に供給する。したがつて、フレー
ムメモリ６は標本化周波数が32.4MHgで動作し、
そのフイールドと２フイールド前（１フレーム
前）の信号が交互に読み込まれることになる。フ
レームメモリ６には、この標本化周波数が
32.4MHgの信号が２フレーム分記憶される。結
局、現フイールドから３フイールド前まで、合計
４フイールド分の信号がフレームメモリ６に蓄え
られる。

また、このフレームメモリ６の読出し用アドレ
スは、同期、コントロール信号分離回路３の出力
に含まれる動きベクトルによつて制御され、動き
量に応じて読出しタイミングを変化するように制
御され、動き補正が行なわれる。

このようにすると、フレームメモリ６の出力に
は動き補正された１フレーム前と２フレーム前の
信号が交互に読み出され、２フレーム前の信号は
ノイズリデユーサ４に利用され、１フレーム前の
信号は再度フレームメモリに読込まれることにな
る。

また、２フレーム前の信号は現フイールドの信
号と標本的が同じなので、第１の動き検出器７で
この２つの信号の差分がとられ、これが動き検出
情報として利用される。一方、１フレーム前の信
号はLPF８で高周波成分が除去され、標本化位
置が現フイールドと一致するように内挿され、第
２の動き検出器９に供給される。ここで、やはり
現信号と差分がとられ、動き検出情報として利用
される。２フレーム間差分モードの時には第２の
スイツチ１０がオフしており、２フレーム間差分
が最大値選択器１１で選択され混合器１４に供給
される。１フレーム間差分モードの時にはスイツ
チ１０がオンし、１フレーム間と２フレーム間の
差分の大きい方が選択され混合器１４に供給され
る。

一方、第１の時空間フイルタ１２において、静
止画に合つた内挿処理として、雑音除去された現
フイールドの信号と１フレーム前の信号を用いた
内挿が行なわれ、第２の時空間フイルタ１３にお
いて動画に合つた内挿処理として、現フイールド
の信号のみを用いた内挿が行なわれる。

この２つの信号が混合器１４で混合され、この
混合比が、最大値選択器１１の出力で制御され
る。動きが無い時、すなわち、差分が零の時に
は、第１の時空間フイルタ１２の出力のみが出力
され、動きが激しく画面が大きく変化した時、す
なわち差分の絶対値が大きい時には第２の時空間
フイルタ１３の出力のみが出力され、その中間の
時には、その差分の大きさに応じて第１の時空間
フイルタ１２の出力と第２の時空間フイルタ１３
の出力が混合される。

このようにして混合器１４の出力に動き補正が
行なわれ、ドツトインターレースが画像の動きに
応じて内挿され、フイールド間オフセツトサンプ
リングの状態まで復調された信号が出力される。
通常は、この出力信号が第３のスイツチ１９を経
由して第１のフイールドメモリ２０、第２のフイ
ールドメモリ２１に供給される。第３の動き検出
器２２で第２のフイールドメモリ２１の出力と第
３のスイツチ１９の差分から動き量が検出され
る。静止画時には第１のフイールドメモリ２０の
出力と第３のスイツチ１９の出力とから、フイー
ルド間オフセツトサンプリングの内挿を行ない、
動画時には同一フイールド内の信号だけから標本
点を内挿するように、第３の動き検出器２２の出
力で、第３の時空間フイルタの係数が切換えられ
る。

MUSEは前述の文献からも分るように、T.CI
（Time Compressed Integration）と呼ばれる時
分割多重信号なので、YC分離回路２４でＹとＣ
を分離し、Ｃを時間伸長してＹとタイミングを合
せ、マトリツクス回路２５でＲ、Ｇ、Ｂの信号に
し、デイスプレイ２６で表示する。ここで、第２
図の装置の第１の特徴は、この混合器１４の出力
にDA変換器１５が設けられ、出力端子１６から
このフイールド間オフセツトサンプリングの状態
まで復調された信号が取出せる事である。

また、第２図の装置の第２の特徴はMUSEの
標本化周波数の２倍の周波数で標本化する第２の
AD変換器１８を設けたことである。

これにより、上記出力端子から出力されて
VTRに記録、再生された信号や、ビデオカメラ
出力を第２の入力端子１７から再び受信機内に入
力する事が可能になる。この時、家庭用カメラと
してオフセツトサンプリングで広帯域化できれば
理想であるが、必ずしもこのようにする必要はな
い。すなわち、オフセツトサンプリングされてい
ない16MHg帯域のビデオ信号でも、本来の高品
位テレビ信号の帯域20MHgに比べ２割しか帯域
が狭くなつていないわけで、十分高精細な画像を
楽しめる。

本発明の第２の実施例を第３図に示す。第３図
においてはフイールド間オフセツトサンプリング
の補間は第１の入力端子１から入力される
MUSEに対してのみとし、第２の入力端子１７
から入力される信号に対しては内挿を行なわない
ようにしたものである。このようにすると、第３
の時空間フイルタの係数の切換えは混合器１４の
出力で制御して良いことになるので、回路を単純
化できる。

さらに、第１のAD変換器２と第２のAD変換
器１７を兼用して回路を更に単純化することも可
能である。この場合の一実施例を第４図に示す。
この場合、MUSEの標本化も、MUSEの標本化
周波数の２倍の周波数で行ない、帯域制限用の
LPEをトランスバーサル形のデジタルフイルタ
で構成し、位相等性を平坦にしたまま振幅特性を
所望の特性になるようにするのが良い。一般にこ
のMUSEのような高度に帯域圧縮された信号で
は送り側でのサンプリング位相と受信側でのサン
プリング位相が一致していないと波形歪が生じ
る。したがつて位相特性を平坦にすることが重要
であるが、一般のアナログフイルタではこれは難
しく、高価なフイルタが必要になる。

以上の説明ではDA変換器１５の標本化周波数
もMUSEの標本化周波数の２倍として説明した
が、DA変換器はAD変換器に比べ、高速化が易
しい。したがつて、標本化の周波数を高くして、
標本化周波数成分を除去しやすくすることも有効
である。この場合、第５図に示すように高品位テ
レビ信号に復調した信号をDA変換して出力する
ようにするのが良い。この場合にもAD変換器の
標本化周波数はMUSEの標本化周波数の２倍で
良いことは勿論である。

さらに、垂直、水平の同期部分はMUSE信号
の時と変えない前提で話を進めてきたが、この通
りにする必要が無いことも勿論のことである。
MUSEでは水平同期は正極同期で映像信号の振
幅範囲内にあり、同期検出が複雑である。したが
つて、この部分のみレベルをシフトし、負極同期
とし、同期検出を容易にしたり、第６図に示すよ
うに、ＹとＣに別々に出力端子、入力端子を設
け、それぞれの同期信号期間を長くして同期検出
を容易にするなどの方法を用いることも有効であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による高品位テレ
ビ受信機はMUSE方式で伝送された帯域圧縮信
号を復調してDA変換器でアナログ信号として出
力する出力端子と、MUSE方式の標本化周波数
の２倍の周波数で入力信号を標本化するAD変換
器に入力する入力端子を設けたため、VTRなど
の時間軸変動やドロツプアウトのあるビデオ機器
を問題なく接続でき、また、小形、低電力のビデ
オカメラを接続することが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はMUSE方式の標本化パターンを示す
図、第２図は本発明による高品位テレビ受信機の
一実施例を示す図、第３図は回路を簡単化した本
発明による高品位テレビ受信機の一実施例を示す
図、第４図はAD変換器を兼用にした本発明によ
る高品位テレビ受信機の一実施例を示す図、第５
図はDA変換器の動作周波数を上げた本発明によ
る高品位テレビ受信機の一実施例を示す図、第６
図はAD変換器、DA変換器をＹとＣ別々に設け
た本発明による高品位テレビ受信機の一実施例を
示す図である。 １５，３３……AD変換器、１６，３２……出
力端子、１７，３４……入力端子、１８，３５…
…DA変換器、２７……同期分離回路、２８，２
９……スイツチ、３０……LPF、３１……再標
本化器、３６……時間伸長、色差信号分離回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ４フイールド間又は２フイールド間オフセツ
   トサンプリングにより帯域圧縮されるMUSE
   （Multipule Sub−Nyquist Sampuling
   Encoding）方式により伝送される高品位テレビ
   信号を受信する高品位テレビ受信機において、受
   信MUSE信号をデジタル化するAD変換器と、該
   AD変換器の出力をデジタル処理して元の広帯域
   な高品位テレビ信号に復調する復調手段と、この
   復調した高品位テレビ信号をデイスプレイに表示
   する表示手段と、該高品位信号をDA変換してア
   ナログ信号として出力する手段を具備すると共
   に、該高品位テレビ受信機の入力信号として導か
   れる該MUSE信号を該AD変換器によりMUSE方
   式の標本化周波数の２倍の周波数で標本化するこ
   とを特徴とする高品位テレビ受信機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、該復調手段
   は、４フイールド間でオフセツトサンプリングさ
   れているMUSE信号を２フイールド間でオフセ
   ツトサンプリングされているMUSE信号に復調
   する機能を有し、この２フイールド間でオフセツ
   トサンプリングされているMUSE信号に復調し
   た信号を該DA変換手段によりアナログ信号に変
   換して出力することを特徴とする高品位テレビ受
   信機。 ３ 特許請求の範囲第１項において、該受信
   MUSE信号をデジタル化するAD変換手段として
   ２つの異なるAD変換器を具備し、一方のAD変
   換器はMUSE方式の標本化周波数と同じ周波数
   でサンプリングし、他方のAD変換器はMUSE方
   式の標本化周波数の２倍の周波数でサンプリング
   することを特徴とする高品位テレビ受信機。