JPH0740748B2 - テレビジヨン信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、現行のテレビジョン放送信号に別の信号を多
重伝送する装置に係り、特に、広帯域な輝度信号の高域
成分を多重、分離する装置に関するものである。

従来の技術 我が国の現在のNTSC〔ナショナル テレビジョン シス
テム コミッティ（National TeleVision System Commi
ttee）〕方式によるカラーテレビジョン放送が昭和35年
に開始されて以来、25年以上が経過した。その間、高精
細な画面に対する要求と、テレビジョン受信機の性能向
上に伴い、各種の新しいテレビジョン方式が提案されて
いる。また、サービスされる番組の内容自体も単なるス
タジオ番組や中継番組などから、シネマサイズの映画の
放送など、より高画質で臨場感を伴う映像を有する番組
へと変化してきている。

現行放送は、走査線数525本、2:1飛越走査、輝度信号水
平帯域幅4.2MHz、アスペクト比4:3という諸仕様（例え
ば、文献放送技術双書 カラーテレビジョン 日本放送
協力編、日本放送出版協会、1961年、参照）を有してい
るが、このような背景のもとで現行放送との両立性及
び、水平解像度の向上を図ったテレビジョン信号構成方
法が提案されている。一例を以下に述べる。NTSC方式の
テレビジョン信号を時間周波数f₁と垂直周波数f₂の２次
元平面で図示すると第５図のようになる。色信号Ｃは色
副搬送波fscの位相関係から第２、第４象限に存在する
ことになる。ここで空いている第１、第３象限に輝度信
号の高域成分を多重し、受信側ではフィールド演算によ
り色信号と多重高域成分を分離し水平解像度を向上させ
るということを特徴としている。（特開昭59−171387号
公報参照） 発明が解決しようとする問題点 以上のように、現行のテレビジョン放送は信号の帯域が
規格で制限されており、更に何らかの多量情報を付加す
ることは容易ではない。例えば水平現像度を向上させる
方法の提案がなされているが、現行のテレビジョン放送
に対する両立性及び、動画像時における高域成分復調特
性の劣化という観点からすると問題が残されている。ま
た電波資源の有効利用という点からすると、徒に伝送帯
域を拡張するわけにはいかない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、現行の
テレビジョン方式の両立性があり、規格で定められた帯
域内で多量の情報を多重伝送及び分離復調できるテレビ
ジョン信号処理装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のテレビジョン信号
処理装置は、残留側波帯振幅変調されたテレビジョン信
号の残留側波帯内あるいは前記残留側波帯振幅変調の搬
送波の周波数に関して前記残留側波帯とは対称な帯域内
に、前記テレビジョン信号の搬送波と同一周波数でかつ
位相が90゜異なる搬送波を、輝度信号の周波数変換され
た高域成分で搬送波除去両側波帯振幅変調し、受信機の
映像中間周波増幅段の周波数特性とは逆の周波数特性を
もつナイキストフィルタにより残留側波帯にしたものを
多重し、搬送波周波数を通過帯域の中心周波数とする帯
域通過フィルタで帯域制限し、前記テレビジョン信号の
搬送波と同一周波数でかつ位相が90゜異なる搬送波で同
期検波することにより多重された輝度信号の高域成分を
復調することを特徴とする。

作用 本発明は、上記した手段によって、現行テレビジョン放
送の規格の帯域内で輝度信号の高域成分を多重伝送可能
とするテレビジョン信号を生成することにより、専用の
受信機では高精細な映像を得ることができ、さらに現行
のテレビジョン受信機でも従来のテレビジョン放送の映
像を殆ど支障なく受信することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は、本発明の一実施例における送信側でのテレビ
ジョン信号処理装置における各信号のフペクトル図であ
る。第２図は（ａ）は現行テレビジョン方式における残
留側波帯振幅変調されたテレビジョン信号のスペクトル
図である。ここでは映像搬送波P₁の下側波帯が残留側波
帯となっている場合を示す。第２図（ｂ）は第２図
（ａ）で示したテレビジョン信号とは別の多重信号で、
映像搬送波P₁と同一周波数でかつ位相が90゜異なる搬送
波P₂を、搬送波P₂を除去するように両側波帯振幅変調し
たものである。第２図（ｃ）は前記における両側波帯振
幅変調を単側波帯振幅変調としたものである。第２図
（ｄ）は前記における両側波帯振幅変調を残留側波帯振
幅変調としたものである。第２図（ｄ）の信号を第２図
（ａ）のテレビジョン信号に多重したものが第２図
（ｅ）であり、本発明により合成されるテレビジョン信
号となる。なお第２図（ｅ）では多重する信号を第２図
（ｄ）の信号としたが、第２図（ｂ）、第２図（ｃ）の
信号であってもよい。

第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る送信側でのテ
レビジョン信号処理装置を示すブロツク図である。１は
搬送色信号の入力端子、２は広帯域な輝度信号の入力端
子、３は第１フィルタ、４は第２フィルタ、５は周波数
変換器、６は加算器、７は振幅変調器、８は第３フィル
タ、９は発振器、10は移相器、11は変調器、12は第４フ
ィルタ、13は加算器、14は合成テレビジョン信号出力端
子である。入力端子２から入力される輝度信号は、第１
フィルタ３及び第２フィルタ４に入力される。第２フィ
ルタ４で帯域制限された輝度信号の高域成分は、周波数
変換器５で低域に周波数変換される。第１フィルタ３の
出力は、加算器６で入力端子１に入力される搬送色信号
と加算される。加算器６で加算された映像ベースバンド
信号で、発振器９から得られる搬送波P₁を振幅変調器７
により振幅変調する。得られた振幅変調波を第３フィル
タ８で帯域制限し残留側波帯にした後加算器13に加え
る。発振器９から得られる搬送波P₁を移相器10により90
゜位相シフトさせたものを搬送波P₂とする。周波数変換
器５で周波数変換された輝度信号の高域成分で、搬送波
P₂を搬送波除去両側波帯振幅変調する。なお、移相器10
の位相シフト方向は固定でもよいが、現行のテレビジョ
ン受信機に対する妨害軽減いう観点からすると例えば一
水平走査期間毎あるいは一フィールド毎あるいは一フレ
ーム毎に位相シフト方向を変えてやってもよい。変調さ
れた信号を第４フィルタ12で帯域制限した後に加算器13
に加える。加算器13の出力が合成テレビジョン信号とな
る。すなわち映像ベースバンド信号に輝度信号の高域成
分が重畳されて合成テレビジョン信号となる。なお、第
１フィルタは4.2MHz以下を通過域とするローパスフィル
タ、第２フィルタは4.2MHz以上を通過域とするハイパス
フィルタあるいは4.2〜5.2MHzを通過域とするバンドパ
スフィルタとする。また、第４フィルタ12の周波数特性
により、多重される信号は第２図（ｂ）、第２図
（ｃ）、第２図（ｄ）のような帯域を有する信号とな
る。

次に本発明の一実施例における現行の受信側でのテレビ
ジョン信号処理装置の動作について説明する。以下では
地上放送の場合を例にとる。

第４図（ａ）は、映像同期検波をおこなっている現行の
テレビジョン受信機のブロック図である。51はアンテ
ナ、52はチューナ、53は映像中間周波フィルタ、54は映
像検波器、55は搬送波再生回路、56は映像ベースバンド
信号出力端子である。送信側から送出された信号はアン
テナ51で受信され、チューク52で中間周波数帯に周波数
変換され、映像中間周波フィルタ53で帯域制限される。
帯域制限された信号は、映像検波器54、搬送波再生回路
55に供給される。搬送波再生回路55では、同期検波用の
搬送波I₁を再生する。帯域制限された信号は、搬送波I₁
で映像検波器54において検波され、映像ベースバンド信
号となる。ここで映像中間周波フィルタ53の周波数特性
について述べる。その周波数特性を示したものが第４図
（ｂ）である。すなわち映像搬送波I₁のところで振幅が
6dB減衰し、映像搬送波I₁に関してほぼ奇対称な振幅特
性を有するようなナイキストフィルタ特性となってい
る。一方第２図（ｄ）で示したように、多重信号を前記
受信機の映像中間周波フィルタの周波数特性とは逆の特
性をもつフィルタで帯域制限すれば、第４図（ｂ）の斜
線部分の多重信号成分はほぼ両側波帯となる。これをベ
クトル表示すると第４図（ｃ）のようになる。ここでI₁
は映像ベースバンド信号の映像搬送波、I₂は多重信号の
搬送波でI₁と同一周波数でかつ位相が90゜異なる搬送波
である。第４図（ｃ）では除去された搬送波I₂は破線で
示してある。映像ベースバンド信号は搬送波I₁を中心に
考えると残留側波帯となっているので、上下側波帯はベ
クトルa_U、ベクトルa_Lとなり直交ベクトルに分解すると
ベクトルa₁、ベクトルa₂となる。また多重信号はほぼ両
側波帯となっているので、上下側波帯をベクトルb_U、ベ
クトルb_Lとすればそれらの合成ベクトルはb₂となり、ベ
クトルI₁と直交する成分だけとなる。すなわち搬送波I₁
で同期検波するとベクトルa₂、ベクトルb₂成分による直
交ひずみは発生せず、映像同期検波をおこなっている現
行のテレビジョン受信機に対する多重信号による妨害は
原理的におこらない。多重する信号が第２図（ｂ）のよ
うな信号の場合には、映像中間周波フィルタ53で帯域制
限されたとき両側波帯とならないので、直交ひずみが発
生する可能性がある。しかし例えばレベルは下げて多重
すれば、現行のテレビジョンツ受信機に与える妨害は少
なくなる。また多重する信号が第２図（ｃ）のような信
号の場合にも同様であるが、スペクトルの関係で妨害の
程度はさらに少なくなる。

次に本発明の一実施例における受信側でのテレビジョン
信号処理装置について説明する。チューナの出力である
映像中間周波帯の信号を第３図（ａ）のように搬送波I₂
を中心とする帯域通過フィルタ（BPF）で帯域制限す
る。これをベクトル表示すると第３図（ｂ）のようにな
る。多重信号は搬送波I₂を中心に考えると残留側波帯と
なっているので、上下側波帯はベクトルb_U、ベクトルb_L
となり直交ベクトルに分解するとベクトルb₁、ベクトル
b₂となる。また映像ベースバンド信号はBPFによりほぼ
両側波帯となるので、上下側波帯をベルトルa_U、ベクト
ルa_Lとすればそれらの合成ベクトルはa₁となり、ベクト
ルI₂と直交する成分だけとなる。すなわち搬送波I₂で同
期検波するとベクトルa₁、ベクトルb₁成分による直交ひ
ずみは発生せず、多重信号成分のみを復調することがで
きる。

第１図（ｂ）は、本発明の一実施例に係る受信側でのテ
レビジョン信号処理装置を示すブロック図である。31は
アンテナ、32はチューナ、33は映像中間周波フィルタ、
34は映像検波器、35は搬送波再生回路、36は輝度・色信
号分離回路、37はフィルタ、38は移相器、39は多重信号
検波器、40は周波数変換器、41は加算器、42は搬送色信
号の出力端子、43は広帯域の輝度信号の出力端子であ
る。送信側から送出された信号はアンテナ31で受信さ
れ、チューナ32で中間周波数帯に周波数変換され、映像
中間周波フィルタ33で帯域制限される。帯域制限された
信号は、映像検波器34、搬送波再生回路35に供給され
る。搬送波再生回路35では、同期検波用の搬送波I₁を再
生する。帯域制限された信号は搬送波I₁で映像検波器34
において検波され、映像ベースバンド信号となる。映像
ベースバンド信号は、輝度・色信号分離回路34で輝度信
号と搬送色信号に分離され、分離された搬送色信号は出
力端子42に出力される。またチューナー32の出力はフィ
ルタ37で第３図（ａ）のように帯域制限する。搬送波再
生回路35から得られる搬送波I₁を移相器38により送信装
置側で位相シフトさせた方向と同じ方向に90゜位相シフ
トさせた搬送波I₂で、フィルタ37の出力信号を多重信号
検波器39において同期検波する。検波出力が輝度信号の
高域成分となる。なお多重された輝度信号の高域成分が
第２図（ｂ）、第２図（ｃ）のような信号であっても、
同様に復調することができる。復調された輝度信号の高
域成分は周波数変換器40で本来の周波数に変換され、輝
度・色信号分離回路36で分離された輝度信号の低域成分
と、加算器41で加算されて出力端子43に出力される。以
上で述べたように現行の受信器では、映像搬送波I₁で同
期検波することにより、多重信号はほぼ打ち消されるの
で、多重信号による妨害は殆ど発生しない。また多重信
号復調用の受信器では、前記処理と同様に映像ベースバ
ンド信号だけでなく、フィルタリング及び映像搬送波I₂
で同期検波することにより、多重信号も直交ひずみなく
取り出すことができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、残留側波帯振幅変調さ
れたテレビジョン信号の残留側波帯内あるいは前記残留
側波帯振幅変調の搬送波の周波数に関して前記残留側波
帯とは対称な帯域内に、輝度信号の高域成分を重畳させ
ることにより、現行のテレビジョン方式の帯域内で高精
細な映像を伝送することができる。そして現行のテレビ
ジョン受信機で受信した場合も妨害も殆ど与えず両立性
がある。また専用の受信機では多重した輝度信号の高域
成分を直交ひずみなく取り出すことができ、電波資源の
有効利用という観点からしても非常に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係る送信側でのテレ
ビジョン信号処理装置を示すブロック図、第１図（ｂ）
は本発明の一実施例に係る受信側でのテレビジョン信号
処理装置を示すブロック図、第２図（ａ）は、本発明の
一実施例における現行テレビジョン方式における残留側
波帯振幅変調されたテレビジョン信号のスペクトル図、
第２図（ｂ）、第２図（ｃ）、第２図（ｄ）は第２図
（ａ）で示した信号とは別の信号で変調し帯域制限した
スペクトル図、第２図（ｅ）は第２図（ｄ）で示した信
号を第２図（ａ）の信号に多重したスペクトル図、第３
図（ａ）、第３図（ｂ）は多重信号復調時のスペクトル
図およびベクトル図、第４図（ａ）は映像同期検波をお
こなっている現行のテレビジョン受信機のブロック図、
第４図（ｂ）、第４図（ｃ）は現行のテレビジョン受信
機の同期検波時のスペクトル図およびベクトル図、第５
図はNTSC方式のテレビジョン信号を時間周波数f₁と垂直
周波数f₂の２次元平面で示したスペクトル図である。 10、38……移相器、33、53……映像中間周波フィルタ、
12、37……フィルタ、５、40……周波数変調器、11……
変調器、39……多重信号検波器。

フロントページの続き (72)発明者 安本 吉雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 高井 均 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 青野 耕二 香川県高松市寿町２丁目２番10号 松下寿 電子工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】広帯域の輝度信号を入力し、特定の周波数
   より低域の成分については搬送色信号を加算した後搬送
   波を残留側波帯振幅変調してテレビジョン信号を合成
   し、前記特定の周波数より高域の成分を分離する第１の
   フィルタと、前記第１のフィルタで分離した輝度信号の
   高域成分を周波数変換する第１の周波数変換器と、前記
   搬送波の位相を90゜ずらす移相器と、前記移相器で位相
   を90゜ずらした搬送波を周波数変換された輝度信号の高
   域成分で変調する変調器と、前記変調器で変調された信
   号を帯域制限する第２のフィルタと、残留側波帯振幅変
   調された前記テレビジョン信号の残留側波帯内あるいは
   前記残留側波帯振幅変調の搬送波の周波数に関して前記
   残留側波帯とは対称な帯域内に前記第２のフィルタで帯
   域制限された信号を重畳する加算器を具備した送信装置
   と、前記送信装置により輝度信号の高域成分が重畳され
   たテレビジョン信号を入力し、搬送波を再生して同期検
   波した後輝度信号の低域成分と搬送色信号に分離してお
   き、搬送波周波数を通過帯域の中心周波数とする第３の
   フィルタと、前記搬送波の位相を90゜ずらす移相器と、
   前記第３のフィルタで帯域制限された信号から前記移相
   器で位相を90゜ずらした搬送波で重畳された輝度信号の
   高域成分を同期検波する検波器と、前記検波器で検波さ
   れた輝度信号の高域成分を本来の周波数に変換する第２
   の周波数変換器と、前記輝度信号の低域成分に前記第２
   の周波数変換器で周波数変換された輝度信号の高域成分
   を加算する加算器を具備した受信装置の２組から構成さ
   れることを特徴とするテレビジョン信号処理装置。
2. 【請求項２】第２のフィルタで帯域制限された信号は、
   輝度信号の高域成分で搬送波除去両側波帯振幅変調した
   信号であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のテレビジョン信号処理装置。
3. 【請求項３】第２のフィルタで帯域制限された信号は、
   輝度信号の高域成分で搬送波除去単側波帯振幅変調した
   信号であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のテレビジョン信号処理装置。
4. 【請求項４】第２のフィルタで帯域制限された信号は、
   輝度信号の高域成分で搬送波除去残留側波帯振幅変調し
   た信号であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のテレビジョン信号処理装置。
5. 【請求項５】第２のフィルタで帯域制限された信号は、
   輝度信号の高域成分で搬送波除去両側波帯振幅変調し、
   搬送波周波数で半分に減衰し、搬送波周波数に関して奇
   対称な振幅特性を有するナイキストフィルタにより残留
   側波帯にした信号であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のテレビジョン信号処理装置。