JPH0564236A

JPH0564236A - テレビジヨン信号の構成方法

Info

Publication number: JPH0564236A
Application number: JP3221436A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hirano; 裕弘平野; Masahiro Kageyama; 昌広影山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】受信側での多重信号の完全分離が可能で、か
つ、解像度特性の優れたテレビジョン信号の構成方法お
よび装置を提供する。【構成】輝度信号中域成分に、色信号，高精細情報を周
波数多重する際、輝度信号中域成分は１フレームを周期
とするフィールドラインペア，色信号，高精細情報は２
フレームを周期とするフィールドラインペアの信号成分
によって信号多重を行なう。【効果】受信側での漏話のない多重信号の分離ができ、
解像度特性の優れた高画質なテレビジョン画像の再生が
可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン信号の構成
方法および装置に係り、特に解像度特性の優れた画像の
伝送に好適なテレビジョン信号の構成方法ならびに装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行テレビジョン方式との両立性を保有
して、高画質，高精細な画像を伝送するＥＤＴＶの研究
が進められている。ＥＤＴＶでは現行テレビジョン方式
では利用されずに空いている周波数帯などに高精細情報
などを重畳して伝送し、受信側ではこれら高精細情報を
使用して、高画質化，高精細化を実現する。

【０００３】高精細情報を現行テレビジョン方式の周波
数帯域内に重畳する方法には種々の形態があるが、いず
れの方法においても、受信側ではこの高精細情報を分離
抽出する必要がある。そして、この分離抽出の操作が不
完全な場合には漏話が発生し、これに起因した画質の劣
化が生ずる。そこで、受信側での分離抽出の操作におい
て漏話のない完全な分離が可能な方法として、フィール
ドラインペアの形態による高精細情報の重畳が考案され
ている。この形態による信号多重ではフィールドライン
ペアを形成する走査線に対しては同一の成分で構成した
信号を使用して多重し、受信側ではフィールドラインペ
アの走査線の信号間の演算操作によって多重信号の完全
分離を実現する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のフィールドライ
ンペアによる高精細情報の重畳においては、複数フレー
ムで１つのフィールドラインペアを形成し、これら複数
フレームの走査線に同一成分の信号が割り当てるため、
時間方向の解像度特性が損なわれるという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、人間の視覚特性に整合
し、時間方向の解像度特性の劣化の少ないフィールドラ
インペアの信号多重によるテレビジョン信号の構成方法
および装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、視覚
の時間方向の解像度特性が高い輝度信号の中域成分（２
〜４.２ＭＨｚ帯の成分）に関しては１フレームを周期
としてフィールドラインペアを形成する。一方、視覚の
時間方向の解像度特性が悪い色信号および高精細情報に
関しては、２フレームを周期としたフィールドラインペ
アを形成する。したがって、本発明においては輝度信号
中域成分の時間方向の解像度特性は色信号，高精細情報
の特性に比較して２倍に改善され、視覚特性により整合
した形態でテレビジョン信号を構成することが可能にな
る。

【０００７】また、フィールドラインペアによる信号多
重であるため、受信側ではフィールド間，フレーム間の
演算操作によって色信号，高精細情報を完全に分離する
ことが可能になる。

【０００８】

【作用】図１に示す様に、輝度高域成分Ｙｈを高精細情
報ＹＨ′として重畳するテレビジョン信号の場合を例
に、本発明の原理を説明する。同図（ａ）に示す様に、
このテレビジョン信号では輝度中域成分Ｙｍの領域に、
色信号Ｃおよび高精細情報ＹＨ′が多重されている。

【０００９】同図（ｂ）は本発明によるフィールドライ
ンペアの信号多重の形態を示す。本発明においては輝度
中域成分は１フレームを周期，色信号，高精細情報は２
フレームを周期でフィールドラインペアを構成する。す
なわち、輝度中域成分は走査線Ａ，Ｂおよび走査線Ｃ，
ＤでそれぞれＹｍ₁，Ｙｍ₂という同一の信号成分を割り
当てることにより１フレームを周期としたフィールドラ
インペアを構成する。一方、色信号，高精細情報に関し
ては走査線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、ＣおよびＹＨ′という
同一の信号成分を割り当てることにより２フレームを周
期としたフィールドラインペアを構成する。なお、色信
号に関しては現行テレビジョン方式と同様に、その極性
は走査線毎に反転した関係になっている。また、高精細
情報はフィールド毎にその極性が反転する関係で多重さ
れる。

【００１０】受信側においては、以下に述べる走査線
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間の演算操作によりこれらの信号成分
を完全に分離することができる。

【００１１】輝度中域成分に関しては、走査線Ａ，Ｂ、
および走査線Ｃ，Ｄの間で(Ａ＋Ｂ)／２、および(Ｃ＋
Ｄ)／２の演算操作を行なうことにより、Ｙｍ₁、および
Ｙｍ₂の成分を完全に分離抽出できる。

【００１２】また、色信号に関しては、走査線Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの信号に対して（Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ）／４の演算操
作を行なうことによって色信号Ｃの成分を完全に分離抽
出できる。

【００１３】また、高精細情報に関しては、走査線Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの信号に対して（Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ）／４の演
算操作によってＹＨ′の成分を完全に分離抽出すること
ができる。

【００１４】以上、本発明によれば、受信側では走査線
間の演算操作で漏話のない完全な分離抽出の処理が実現
できる。また、輝度中域成分は１フレームを周期として
フィールドラインペアを形成するため、時間方向の解像
度特性の劣化も少なく、より視覚特性に整合した形態で
画像の再生が可能になる。

【００１５】

【実施例】本発明の第１の実施例の全体ブロック構成を
図２に示す。本実施例は現行テレビジョン方式と同じ形
態のインタレース走査によって得られた画像信号系列に
対して、図１に示した形態で輝度高域成分を高精細情報
として重畳したテレビジョン信号を構成するものであ
る。

【００１６】インタレース走査撮像回路１において現行
テレビジョン方式と同じ形態の走査により得られた３原
色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号系列Ｖ_Iは、ＹＩＱ変換回路２
において所定のマトリクス演算操作を行ない、輝度信号
Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑの信号系列に変換する。

【００１７】輝度成分フィールドラインペア生成回路３
では、図１（ｂ）に示した様に、１フレームを周期とし
たフィールドラインペアの輝度中域成分に割り当てる信
号成分Ｙ１、および２フレームを周期としたフィールド
ラインペアの高精細情報に割り当てる信号成分Ｙ２を生
成する。また、色成分フィールドラインペア生成回路６
では、色差信号Ｉ，Ｑに対して２フレームを周期とした
フィールドラインペアの色信号Ｃに割り当てる信号成分
Ｉ_P，Ｑ_Pを生成する。

【００１８】遅延回路１１で遅延調整させた輝度号はＬ
ＰＦ回路１２で２ＭＨｚ以下の成分を抽出して輝度低域
成分ＹＬを生成する。また、ＢＰＦ回路４ではＹ１の２
〜４.２ＭＨｚの成分を抽出してフィールドラインペア
の輝度中域成分Ｙｍを生成する。ＨＰＦ回路５ではＹ２
の４.２ＭＨｚ以上の成分を抽出してフィールドライン
ペアの輝度高域成分Ｙｈを生成する。そして、周波数シ
フト回路９で副搬送波μ₀（例えば色副搬送波ｆ_SCの１
６／７倍）で搬送波抑圧振幅変調してその下側帯波成分
を抽出して高精細情報ＹＨ′を生成する。なお、高精細
情報の極性が図１（ｂ）に示した様にフィールド毎に反
転する様に、副搬送波μ₀はフィールド毎に位相反転さ
せる。

【００１９】一方、ＬＰＦ回路７，８では信号Ｑ_P，Ｉ_P
に対してそれぞれ０.５ＭＨｚ以下，１.５ＭＨｚ以下
の成分を抽出し、色変調回路１０で色副搬送波ｆ_SCによ
る直交変調操作を行なってフィールドラインペアの色信
号Ｃを生成する。

【００２０】加算回路１３では、信号ＹＬ，Ｙｍ，Ｙ
Ｈ′，Ｃを加算し、プロセス回路１４では同期信号，バ
ースト信号，副搬送波μ₀の位相情報などを付加して、
図１（ａ）に示す信号スペクトルを有するテレビジョン
信号を生成する。

【００２１】つぎに、輝度成分フィールドラインペア生
成回路３の一実施例を図３により説明する。本実施例に
おいては輝度中域成分に割り当てるフィールドラインペ
アの信号成分を図１（ｂ）に示す走査線Ａ，Ｂ、ならび
に走査線Ｃ，Ｄの信号の平均値，高精細情報に割り当て
るフィールドラインペアの信号成分を走査線Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの信号の平均値によって生成する。

【００２２】輝度信号Ｙ、ならびに２６３ライン遅延回
路１５により２６３走査線期間遅延させた信号は、係数
加重回路１６で係数値１／２を荷重し、加算回路１７で
両者を加算して、走査線Ａ，Ｂの信号の平均値に相当す
る信号イを生成する。そして、スイッチ回路１８では信
号イ、ならびに２６３ライン遅延回路１５で遅延させた
信号ロとをフィールド周期毎に交互に選択し、走査線
Ａ，Ｂあるいは走査線Ｃ，Ｄが同一の信号成分となる信
号系列を生成する。

【００２３】この信号系列、および５２５ライン遅延回
路１９により５２５走査線期間（１フレーム期間に相
当）遅延させた信号系列に対して、係数加重回路１６で
係数値１／２を荷重し、加算回路１７で両者を加算し
て、走査線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの信号の平均値に相当する信
号αを生成する。そして、スイッチ回路２０では信号
α、ならびに５２５ライン遅延回路１９の信号βとをフ
レーム周期毎に交互に選択し、走査線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが
同一の信号成分でフィールドラインペアの高精細情報に
割り当てる信号Ｙ２を生成する。

【００２４】また、５２５ライン遅延回路１９の出力信
号は、走査線Ａ，Ｂあるいは走査線Ｃ，Ｄが同一の信号
成分で、フィールドラインペアの輝度中域成分に割り当
てる信号Ｙ１になる。

【００２５】つぎに、色成分フィールドラインペア生成
回路６の一実施例を図４に示す。この実施例においては
フィールドラインペアの色信号に割り当てる信号成分を
走査線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの信号の平均値で生成し、図３に
示した信号Ｙ２と同様な形態で実現する。

【００２６】２６３ライン遅延回路１５，係数加重回路
１６，加算回路１７，スイッチ回路１８の組み合せによ
って、走査線Ａ，Ｂ、ならびに走査線Ｃ，Ｄの信号成分
がそれぞれの走査線間の信号の平均値となる信号系列を
生成する。そして、５２５ライン遅延回路１９，係数加
重回路１６，加算回路１７，スイッチ回路２０の組み合
せによって、走査線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが同一の信号成分で
フィールドラインペアの色信号に割り当てる信号Ｉ_P、
あるいはＱ_Pを生成する。

【００２７】以上、本発明の第１の実施例によれば、輝
度中域成分の時間解像度特性を損なうことなく、かつ、
受信側では多重信号の完全な分離抽出ができるテレビジ
ョン信号を生成することができる。

【００２８】つぎに、本発明の第２の実施例を図５によ
り説明する。本実施例においては順次走査の形態の撮像
系の画像信号系列よりテレビジョン信号を生成すること
によって、現行テレビジョン方式に比較して垂直解像度
特性の向上も実現する。

【００２９】順次走査撮像回路２１より得られる、例え
ば走査線数５２５本、６０フレーム／秒の順次走査の形
態の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号系列Ｖ_Pは走査変換回
路２２に入力され、走査線間引き操作による順次〜イン
タレース走査変換によって、インタレース走査の形態の
画像信号系列Ｖ_Iを生成する。

【００３０】この画像信号系列Ｖ_Iに対して第１の実施
例と同様な信号処理を行なって、図１に示した形態のテ
レビジョン信号Ｖ_Sを生成する。

【００３１】本実施例における走査線間引き操作による
順次〜インタレース走査変換の動作を図６に示す。この
走査変換では、順次走査の画像信号系列に対して走査線
の２：１の間引き操作により２走査線周期毎の走査線の
画像信号系列を抽出し、時間軸の２倍伸長操作を行なっ
て、インタレース走査の画像信号系列を生成する。

【００３２】図７はこの機能を実現する走査変換回路２
２の一実施例である。順次走査の画像信号は折り返し歪
除去フィルタ２３に入力され、インタレース走査で折り
返し歪となる成分を除去した信号Ｖ_PPを生成する。この
折り返し歪除去フィルタは垂直、あるいは時間・垂直の
２次元フィルタで実現できる。

【００３３】走査線間引き操作はメモリ回路２４，メモ
リ制御回路２５で構成したメモリへの書き込み（以後Ｗ
Ｔ動作と略称），読み出し（以後ＲＤ動作と略称）動作
を制御することで実現する。

【００３４】メモリ回路２４には、信号Ｖ_PPの２走査線
周期毎の走査線に対応した信号成分（同図の１，３，
５，…で示す領域の信号）がＷＴ動作によって書き込ま
れる。一方、メモリ回路２４からの読み出しは、ＷＴ動
作の１／２の動作速度により、インタレース走査系の１
走査線期間を周期とするＲＤ動作を行なって時間軸の２
倍伸長させたインタレース走査の信号系列Ｖ_Iを生成す
る。メモリ制御回路２５は、ＷＴ，ＲＤ動作に必要な制
御信号類を生成する。

【００３５】なお、この走査変換では折り返し歪除去フ
ィルタによりインタレース走査で折り返し歪となる成分
を除去することが望ましいが、必ずしも必須ではなく、
場合によってはこれを省略した形態で行なうことも可能
ではある。

【００３６】以上、第２の実施例によれば、現行テレビ
ジョン方式より垂直解像度特性の優れたテレビジョン信
号の生成ができる。

【００３７】順次走査からインタレース走査への走査変
換は第２の実施例による走査線間引き操作とは異なる形
態で実現することも可能であり、図８にフレーム完結走
査変換による順次〜インタレース走査変換を示す。これ
は、順次走査の１枚のフレームの画像信号の並びかえ処
理によってインタレース走査系の画像信号を生成する。
すなわち、順次走査の１枚のフレーム奇数番号の走査線
の画像信号をインタレース走査の第１フィールドの走査
線の画像信号，偶数番号の走査線の画像信号をインタレ
ース走査の第２フィールドの走査線の画像信号として生
成することにより、順次〜インタレース走査変換を実現
する。

【００３８】図９は本発明の第３の実施例で、順次〜イ
ンタレース走査変換をこのフレーム完結走査変換で行な
う場合のものである。すなわち、順次走査撮像回路２１
より得られる順次走査の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号系
列Ｖ_Pに対し、フレーム完結走査変換回路２６では図８
に示す様な１枚のフレームの画像信号の並びかえ処理に
よって、インタレース走査の形態の画像信号系列Ｖ_Iを
生成する。

【００３９】この画像信号系列に対して、第１の実施例
と同様の信号処理を行ない、図１に示す様なテレビジョ
ン信号を生成する。

【００４０】この実施例に使用するフレーム完結走査変
換回路２６の一実施例を図１０に示す。メモリ回路２７
には順次走査系の２フレームを周期とするＷＴ動作によ
り、２フレーム毎の１枚のフレームの画像信号系列が書
き込まれる。一方、ＲＤ動作はＷＴ動作の１／２の動作
速度でインタレース走査系の１フレームを周期として行
なう。そして、第１フィールドの期間では、奇数番号の
走査線に対応する信号系列、第２フィールドの期間では
偶数番号の走査線に対応する信号系列を読み出して、イ
ンタレース走査の画像信号系列Ｖ_Iを生成する。

【００４１】メモリ制御回路２８では、これらＷＴ，Ｒ
Ｄ動作に必要な制御信号を生成する。

【００４２】以上、第３の実施例によれば、現行テレビ
ジョン方式に比較して垂直解像度特性の優れたテレビジ
ョン信号の生成ができる。また、受信側でのインタレー
ス〜順次への走査変換を行なう場合には、インタレース
走査の信号系列の再配列処理、およびフレーム補間処理
により動き適応の信号処理を行なわずに走査変換が実現
できる。

【００４３】本発明は、ＨＤＴＶの画像信号系列に対し
ても適用が可能であり、これに対応した第４の実施例を
図１１に示す。ＨＤＴＶ撮像回路２９より得られる例え
ば走査線数１１２５本の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号系
列Ｖ_Hはダウンコンバート回路３０に入力される。ダウ
ンコンバート回路３０では、走査線数１１２５本から５
２５本への走査線数変換処理、およびアスペクト比１
６：９から４：３への変換処理などによって、現行テレ
ビジョン方式と同様なインタレース走査の画像信号系列
Ｖ_Iを生成する。この信号系列Ｖ_Iに対して第１の実施
例と同様な信号処理を行ない、図１に示す形態のテレビ
ジョン信号を生成する。なお、場合によっては、ダウン
コンバータ回路３０ではアスペクト比変換処理を省略し
た形態で実現することも可能である。

【００４４】以上、第１〜第４の実施例に述べた様に、
本発明によれば受信側での多重信号の完全分離ができ、
かつ、解像度特性の優れたテレビジョン信号の生成がで
きる。

【００４５】なお、本実施例においては、高精細情報と
してはいずれも周波数シフトにより低周波数帯にシフト
させた輝度信号高域成分を例に説明したが、これに限定
されることなく、例えば色差信号の高域成分、あるいは
画面のワイド化を図るための補助信号などの種々の有意
情報を高精細情報に使用することが可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、受信側での多重信号の
漏話のない完全な分離抽出が可能になり、かつ、解像度
特性の優れたテレビジョン信号の生成が実現できるた
め、テレビジョン画像の高画質化，高精細化に効果があ
る。

【００４７】なお、本発明によるテレビジョン信号は、
画面のワイド化を実現するサイドパネル技法，レターボ
ックス技法，中間モード技法，縦長モード技法などに適
用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図。

【図２】本発明の第１の実施例の全体ブロック構成図。

【図３】輝度成分フィールドラインペア生成回路の一実
施例を示す図。

【図４】色成分フィールドラインペア生成回路の一実施
例を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例の全体ブロック構成図。

【図６】走査線間引き操作による走査変換の動作説明
図。

【図７】走査変換回路の一実施例を示す図。

【図８】フレーム完結走査変換の動作説明図。

【図９】本発明の第３の実施例の全体ブロック構成図。

【図１０】フレーム完結走査変換回路の一実施例を示す
図。

【図１１】本発明の第４の実施例の全体ブロック構成
図。

【符号の説明】

１…インタレース走査撮像回路、２…ＹＩＱ変換回路、
３…輝度成分フィールドラインペア生成回路、４…ＢＰ
Ｆ回路、５…ＨＰＦ回路、６…色成分フィールドライン
ペア生成回路、７…ＬＰＦ回路、８…ＬＰＦ回路、９…
周波数シフト回路、１０…色変調回路、１１…遅延回
路、１２…ＬＰＦ回路、１３…加算回路、１４…プロセ
ス回路、１５…２６３ライン遅延回路、１６…係数加重
回路、１７…加算回路、１８…スイッチ回路、１９…５
２５ライン遅延回路、２０…スイッチ回路、２１…順次
走査撮像回路、２２…走査変換回路、２３…折り返し歪
除去フィルタ、２４…メモリ回路、２５…メモリ制御回
路、２６…フレーム完結走査変換回路、２７…メモリ回
路、２８…メモリ制御回路、２９…ＨＤＴＶ撮像回路、
３０…ダウンコンバート回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インタレース走査の画像信号の輝度信号中
域成分に色信号，高精細情報を周波数多重する手段を有
し、輝度信号中域成分は１フレームを周期とするフィー
ルドラインペア，色信号，高精細情報は２フレームを周
期とするフィールドラインペアの信号成分で構成される
ことを特徴とするテレビジョン信号の構成方法。
【請求項２】高精細情報とは周波数シフト操作により低
周波成分に変換された輝度信号高域成分、あるいは色差
信号高域成分、もしくは両者の組み合せであることを特
徴とする請求項１のテレビジョン信号の構成方法。
【請求項３】インタレース走査の画像信号とは順次走査
の画像信号の走査線間引き操作による順次〜インタレー
ス走査変換により生成されることを特徴とする請求項
１，２のテレビジョン信号の構成方法。
【請求項４】インタレース走査の画像信号とは順次走査
の画像信号のフレーム完結走査変換操作による順次〜イ
ンタレース走査変換により生成されることを特徴とする
請求項１，２のテレビジョン信号の構成方法。
【請求項５】インタレース走査の画像信号とはＨＤＴＶ
の画像信号のダウンコンバート操作により生成されるこ
とを特徴とする請求項１，２のテレビジョン信号の構成
方法。