JPH0787464A - テレビジョン補強信号方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来よりもゴースト妨害の小さいテレビジョ
ン補強信号方式を提供する。 【構成】 補強信号をｎ相（ｎは３以上の整数。例え
ば、ｎ＝３）に分割し、それらを周波数多重したのち、
上下無画部で伝送する。 【効果】 周波数多重では、補強信号のゴーストが主信
号のゴーストと同じ位置に生じて現行受像機並となり、
従来の補強信号方式のように大きなゴースト妨害を生じ
ない。

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補強信号方
式に関し、特に現行テレビジョン方式と両立性を保っ
て、垂直時間補強信号（ＶＴ信号）や垂直補強信号（Ｖ
Ｈ信号）を伝送する方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行テレビジョン方式と両立性を保っ
て、ワイド画面化、および高画質化を実現する第２世代
ＥＤＴＶ方式の規格化が進められている。ワイド化手法
として、現行画面上下に無画部を設けるレターボックス
方式の採用が検討されており、この無画部を用いて高画
質化のための各種補強信号を伝送する方式が多数提案さ
れている。

【０００３】無画部に多重する補強信号の候補として、
画像の動領域の画質を改善する垂直時間補強信号（ＶＴ
信号）が挙げられている。また、送信側でレターボック
ス処理を行う際に低下する垂直解像度を補強するための
信号（ＶＨ信号）の伝送も考えられている。以下、説明
の簡単化のため、ＶＴ信号の場合についての説明を行
う。

【０００４】ＶＴ信号は、順次走査形態の信号源を用
い、ＳＳＫＦ（Symmetric ShortKernel Filter）により
作成する（参考文献１:例えば、守田ほか;"レターボッ
クス方式の評価雑音" テレビ学技報 Vol.16 No.7 pp.25
-32 BCS'92-5(Jan.1992)）。このとき、フレームあたり
の有効走査線数が３６０本で飛び越し走査形態（以下、
３６０ｉと記す）の主信号に対して、同じく３６０ｉ形
態のＶＴ信号が作成される。これに対して、上下無画部
はフレームあたり１２０本（以下、１２０ｉと記す）の
走査線しか無いため、従来は図２に示すように、３６０
ｉ形態のＶＴ信号（走査線１，２，３…、およびイ，
ロ，ハ…）を走査線単位で３相に分割し、それぞれを１
／３に時間軸圧縮し、上下無画部の１走査線（例えば、
走査線Ａ）に対して３走査線分のＶＴ信号（例えば、走
査線１，２，３）を時間軸多重して１２０ｉ形態にして
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】３相のＶＴ信号系列を
時分割多重する上記従来技術では、伝送路のゴースト妨
害などによって、大きな画質劣化を生じる欠点があっ
た。以下、この欠点について詳しく説明する。

【０００６】現在のテレビジョン伝送路では、放送波が
建造物や地形により反射され、時間的な遅れを伴って正
規の信号に重畳されるゴースト妨害が発生することが多
い。

【０００７】従来のように、ＶＴ信号を１／３に時間軸
圧縮して時分割多重する方式では、再生時にＶＴ信号を
３倍に時間伸張して主信号に加えるため、主信号のゴー
ストに比べて、ＶＴ信号のゴーストが画面上で３倍離れ
た位置に生じることになる。また、図２に示した１２０
ｉ形態の信号において、例えば、走査線Ａ上の信号１右
端が遅延して信号２の左端に重畳されることになり、画
面に向かって画像の右側だけでなく、左側にも大振幅の
ゴーストが生じてしまう。従って、現行受像機よりも極
めて大きなゴースト妨害が生じることになる。

【０００８】ゴーストを除去する装置は既に販売されて
いるが、現在のところ未だ高価である。また、１／３時
間軸圧縮されたＶＴ信号のゴーストを完全に除去するた
めには、ゴースト除去装置の信号処理に３倍の時間精度
が必要になり、さらに高性能かつ高価になって経済的で
はない。

【０００９】従って、本発明の目的は、従来よりもゴー
スト妨害の小さいテレビジョン補強信号方式を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ＶＴ信号をｎ相（ｎは３以上の整数）に分割し、そ
れらを周波数多重したのち、上下無画部により伝送す
る。

【００１１】

【作用】図３を用いて、本発明の動作を説明する。３６
０ｉ形態のＶＴ信号（同図、走査線１，２，３，４，
５，６…）を、３相の信号系列（走査線１，４…、２，
５…、３，６…）に分割し、それらを周波数多重して、
１２０ｉ形態の信号（走査線Ａ＝１＋２＋３、Ｂ＝４＋
５＋６、…）とする。

【００１２】この周波数多重信号は、時間軸の圧伸を伴
わないので、伝送路でゴーストが生じても主信号と同じ
位置にＶＴ信号のゴースト像が生じる。従って、現行受
像機とほぼ同程度のゴースト妨害となり、従来の時分割
多重による補強信号方式よりもゴーストの影響を軽減で
きる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお、説明の簡単化のため、補強信号はＶＴ信号を
仮定し、３相に分割したＶＴ信号を周波数多重する場合
について例を示す。

【００１４】図１に、本発明の一実施例の構成図を示
す。同図において、送信側では、有効走査線数３６０本
の順次走査形態（以下、３６０ｐと記す）で、アスペク
ト比１６：９のワイド画像信号を、後述する補強信号分
離回路１に入力し、３６０ｉ形態の主信号とＶＴ信号に
分離する。ＶＴ信号は、後述する周波数多重回路２によ
り３相分割および周波数多重を行い、１２０ｉ形態に変
換する。切り替え器３を用いて、３６０ｉ形態の主信号
はアスペクト比４：３の現行画面の中央部に配置し、１
２０ｉ形態のＶＴ信号は現行画面上下無画部に配置して
出力し、伝送信号とする。受信側では逆処理を行い、３
６０ｐ形態のワイド画像出力を得る。すなわち、切り替
え器４により主信号とＶＴ信号を分離したのち、ＶＴ信
号は、後述の周波数分離回路５により３６０ｉ形態に変
換する。さらに、後述の補強信号合成回路６により、主
信号とＶＴ信号を合わせて３６０ｐ形態の信号を得る。

【００１５】図４に、周波数多重回路２の動作の一例を
示す。同図において、３相に分割したＶＴ信号系列を、
それぞれ信号１、２、３として示す。

【００１６】まず、図４（ａ）では、信号１はベースバ
ンドのまま変調しないで多重し、信号２および３は直交
振幅変調（ＱＡＭ）して多重している。現行テレビジョ
ン方式の伝送帯域４．２ＭＨｚを有効に利用するため、
信号１、２、３の帯域幅はそれぞれ１．４ＭＨｚ（＝
４．２／３）とし、直交変調の搬送波周波数は２．８Ｍ
Ｈｚ（＝４．２×２／３）とするのが好ましい。ただ
し、この搬送波周波数は、色副搬送波周波数（ｆｓｃ＝
３．５８ＭＨｚ）や水平走査周波数（ｆｈ＝１５．７５
ｋＨｚ）に対して簡単な整数比で表されるように設定す
ると、回路的にも運用的にも都合がよい。２．８ＭＨｚ
に近い値として、例えば、７／９ｆｓｃや１１／１４ｆ
ｓｃなどが考えられる。また、直交変復調の際のＳ／Ｎ
劣化（３ｄＢ）を送信側で予め補正して、変調搬送波の
振幅（ゲイン）を１４１％とすれば、信号１、２、３の
受像機側Ｓ／Ｎをすべて等しくできる。

【００１７】図４（ｂ）では、信号１および２を直交振
幅変調（ＱＡＭ）して多重し、信号３を残留側波帯振幅
変調（ＶＳＢ変調）して多重している。図４（ａ）の方
式に比べて、ＶＳＢにおける両側波帯成分の帯域幅だけ
信号１、２、３の帯域損が生じる。例えば、ＱＡＭの搬
送波周波数を１／３ｆｓｃとし、ＶＳＢの搬送波周波数
をｆｓｃとすれば、信号１、２、３の帯域幅はそれぞれ
１．２ＭＨｚとなる。ただし、この方式では直流成分が
生じないため、受像機の同期外れが生じにくくなるとと
もに、受像機側で直流成分除去が可能となってサグなど
の直流変動に対して強くなるという利点がある。なお、
受像機側Ｓ／Ｎをベースバンド伝送のときと等しくする
には、ＱＡＭの変調搬送波振幅、およびＶＳＢの両側波
帯成分のゲインを１４１％とし、ＶＳＢの単側波帯成分
のゲインを２００％とすればよい。また、Ｓ／Ｎの点で
は損ではあるが、ＶＳＢ復調時のゲイン補正（いわゆる
ＶＳＢ補正、あるいはナイキスト補正ともいう）を予め
送信側で行い、例えば同図（ｂ）の点線や破線で示すよ
うにフィルタをかけて伝送すると、受信側の補正が不要
になってハードウェアが簡単化できる。

【００１８】図４（ａ）、（ｂ）ほど特性はよくない
が、以下の変形例も考えられる。

【００１９】図４（ｃ）では、図４（ｂ）の場合と同様
に、信号１および２を直交変調して多重し、信号３をＶ
ＳＢ変調して多重している。ただし、信号３は上側波帯
を高域まで伸ばしており、ＶＳＢ変調の搬送波周波数は
図４（ｂ）よりもやや低く、例えば５／６ｆｓｃとす
る。この方式では、直交変調成分がＶＳＢの下側波帯成
分として漏れ込むと信号３の低域成分に化けて大きな妨
害となるため、図４（ｂ）の場合よりも急峻な帯域分離
フィルタが必要である。信号１、２、３の帯域幅は、図
４（ｂ）の場合と同じである。

【００２０】図４（ｄ）では、信号１をＶＳＢ変調して
低域周波数側に多重し、信号２および３を直交変調して
高域側に多重している。直交変調およびＶＳＢの搬送波
周波数を、例えばそれぞれ１／３ｆｓｃおよび５／６ｆ
ｓｃとすれば、信号１、２、３の帯域幅は図４（ｂ）の
場合と同じになる。信号間の漏話に関しては、図４
（ｃ）の場合と同じである。

【００２１】図４（ｅ）では、図４（ｄ）の場合と同様
に、信号１をＶＳＢ変調して多重し、信号１および２を
直交変調して多重している。ただし、信号１は上側波帯
を高域まで伸ばしており、ＶＳＢ変調の搬送波周波数は
図４（ｄ）よりもやや低く、例えば１／６ｆｓｃとす
る。信号間の漏話は、図４（ｂ）の場合と同等に少な
い。しかし、信号１の搬送波周波数が低いため、復調時
に高調波と基本波が混じって混変調歪が生じる可能性が
あり、一旦高い周波数に変換したのち復調するか、複素
信号処理（参考文献２：大西ほか；“複素信号処理によ
る新しい周波数変換法” 信学技報 CAS88-45(Aug.198
8)）などを用いる必要がある。

【００２２】図４（ｆ）および図４（ｇ）では、信号
１、２、３をすべてＶＳＢ変調して多重している。それ
ぞれの信号の搬送波周波数として、図４（ｆ）の場合
は、例えば２／９ｆｓｃ、１１／１８ｆｓｃ、ｆｓｃと
し、図４（ｇ）の場合は例えば１／６ｆｓｃ、５／９ｆ
ｓｃ、１７／１８ｆｓｃとすれば、どちらの場合もそれ
ぞれの信号帯域幅は０．８ＭＨｚとなる。また、図４
（ｈ）では、信号１、２、３をすべて両側波帯振幅変調
（ＤＳＢ変調）して多重している。それぞれの信号の搬
送波周波数として、例えば、７／３６ｆｓｃ、７／１２
ｆｓｃ、３５／３６ｆｓｃとすれば、信号帯域幅は０．
７ＭＨｚとなる。これらは、本来確保できる信号帯域幅
（１．４ＭＨｚ＝４．２／３）に比べて格段に小さい
が、伝送路の位相歪（直交歪）に対して強くなる。

【００２３】なお、図４（ｂ）〜（ｇ）のＶＳＢ変調、
および図４（ｈ）のＤＳＢ変調に対して、さらに直交変
調により、他の信号や、同じ信号の高精細成分などを多
重することも可能である。

【００２４】図５に、補強信号分離回路１、および補強
信号合成回路６の構成例を示す。補強信号分離回路１
は、垂直低域通過フィルタ７、垂直高域通過フィルタ
９、および順次→飛び越し走査変換回路８、１０から成
る。補強信号合成回路６は、飛び越し→順次走査変換回
路１１、１３、垂直低域通過フィルタ１２、垂直高域通
過フィルタ１４、および加算器１５から成る。この構成
はＳＳＫＦと呼ばれており、フィルタ特性などは例えば
参考文献１記載のものをそのまま用いればよい。

【００２５】図６に、周波数多重回路２の構成例を示
す。この構成例では、図４（ａ）に示した形態で周波数
多重を行う。入力されたＶＴ信号は、まず水平低域通過
フィルタ１６により所定の帯域（例えば１．４ＭＨｚ＝
４．２／３）に制限したのち、遅延回路１７および１８
により、それぞれ１Ｈ（Ｈは水平走査期間＝６３．５μ
秒）ずつの遅延を行う。遅延回路１８の出力は信号１と
し、ベースバンドのまま変調しないで加算器２１に入力
する。遅延回路１７の出力は、乗算器１９により搬送波
ｃｏｓ（２πｆｔ）を振幅変調して信号２とし、加算器
２１に入力する。また、水平フィルタ１６の出力は、乗
算器２０により搬送波ｓｉｎ（２πｆｔ）を振幅変調し
て信号３とし、加算器２１に入力する。ただし、ｆは周
波数（例えば、７／９ｆｓｃ）であり、ｔは時間であ
る。また、前述したように、変復調によるＳ／Ｎ劣化の
補償のため、３ｄＢ（１４１％）の搬送波振幅補正を行
ってもよい。加算器２１により多重された信号は、制御
回路２３により制御されるメモリ２２を用いて、１／３
走査線間引き（３６０ｉ→１２０ｉ変換）および位置シ
フトを行い、上下無画部に配置する。このように周波数
多重したＶＴ信号は、ゲイン調整回路２４によって所定
（規格）のゲインに調整したのち、出力信号とする。

【００２６】図７に、周波数分離回路５の構成例を示
す。この構成例では、図４（ａ）に示した形態で周波数
多重された信号の分離を行う。入力されたＶＴ信号は、
制御回路２６により制御されるメモリ２５を用いて、上
下無画部から中央部に位置シフトするとともに、３走査
線ずつ繰り返して出力する。この信号を、ゲイン調整回
路２７によって所定（規格）のゲインに調整したのち、
切り替え器３０、乗算器２８、および乗算器２９に入力
する。乗算器２８では搬送波ｃｏｓ（２πｆｔ）を乗じ
て信号２の復調を行い、乗算器２９では搬送波ｓｉｎ
（２πｆｔ）を乗じて信号３の復調を行い、それぞれ切
り替え器３０に入力する。切り替え器３０では、入力さ
れた３信号を走査線ごとに順次切り替え、１２０ｉ→３
６０ｉ変換を行う。この信号に含まれる不要成分（変調
された信号２および信号３、および復調による高調波成
分）を、水平低域通過フィルタ３１により除去して出力
信号とする。

【００２７】以上、ＶＴ信号を周波数多重する場合を例
に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるわけで
はなく、他の補強信号（例えば、前述したＶＨ信号な
ど）に対しても同様に適用できるのは明らかである。ま
た、ＶＴ信号とＶＨ信号を多重（例えば、時間周波数多
重）した信号を１つの補強信号として、本発明を適用す
ることも可能である。

【００２８】また、本発明は、補強信号を３相に分割す
る場合に限定されるわけではなく、一般にｎ相（ｎは３
以上の整数）に分割する場合にも適用できることは明白
である。例えば、ｎ＝２ｍ＋１（ただし、ｍは正整数）
と表せる場合には、２ｍ相の補強信号系列については、
相異なるｍ組の周波数ごとにそれぞれ相直交する位相を
持つ合計２ｍ個の搬送波をそれぞれ直交振幅変調（ＱＡ
Ｍ）し、残り１相の補強信号系列については、変調しな
いで周波数多重する、あるいは、さらに異なる周波数を
持つ搬送波を残留側波帯振幅変調（ＶＳＢ）して周波数
多重すれば、図４（ａ）あるいは（ｂ）に示した例と同
様に、伝送帯域を効率よく（無駄なく）利用できる。ま
た、ｎ＝２ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）と表せる場
合には、２ｍ相の補強信号系列は、相異なるｍ組の周波
数ごとにそれぞれ相直交する位相を持つ合計２ｍ個の搬
送波をそれぞれ直交振幅変調（ＱＡＭ）して多重すれ
ば、伝送帯域を効率よく利用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、従来の補強信号方式の
ような時間軸圧伸を行わないため、補強信号のゴースト
が主信号のゴーストと同じ位置に生じて現行受像機並と
なり、従来のような大きなゴースト妨害を生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】従来例の動作説明図である。

【図３】本発明の動作説明図である。

【図４】本発明の一実施例の動作説明図である。

【図５】本発明に用いる回路の構成図である。

【図６】本発明に用いる回路の構成図である。

【図７】本発明に用いる回路の構成図である。

【符号の説明】

1…補強信号分離回路;2…周波数多重回路;3,4,30…切り
替え器;5…周波数分離回路;6…補強信号合成回路;7,9,1
2,14…垂直フィルタ;8,10,11,13…走査変換回路;15,21
…加算器;16,31…水平フィルタ;17,18…遅延回路;19,2
0,28,29…乗算器;22,25…メモリ;23,26…制御回路;24,2
7…ゲイン調整回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 教洋 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 石倉 和夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現行テレビジョンと両立性を保って補強信
   号を伝送するテレビジョン補強信号方式において、補強
   信号をｎ相（ただし、ｎは３以上の整数）の信号系列に
   分割し、それらを周波数多重して伝送することを特徴と
   するテレビジョン補強信号方式。
2. 【請求項２】請求項１において、上記補強信号は、垂直
   時間解像度を補強する信号（ＶＴ信号）と垂直解像度を
   補強する信号（ＶＨ信号）のうち、少なくともどちらか
   一方、あるいは両方を含むことを特徴とするテレビジョ
   ン補強信号方式。
3. 【請求項３】請求項１、２において、ｎ＝２ｍ＋１（た
   だし、ｍは正整数）と表せる場合に、２ｍ相の補強信号
   系列については、相異なるｍ組の周波数ごとにそれぞれ
   相直交する位相を持つ合計２ｍ個の搬送波をそれぞれ直
   交振幅変調（ＱＡＭ）し、残り１相の補強信号系列につ
   いては、変調しないで周波数多重する、あるいは、さら
   に異なる周波数を持つ搬送波を残留側波帯振幅変調（Ｖ
   ＳＢ）して周波数多重することを特徴とするテレビジョ
   ン補強信号方式。
4. 【請求項４】請求項１、２において、ｎ＝２ｍ（ただ
   し、ｍは２以上の整数）と表せる場合に、２ｍ相の補強
   信号系列は、相異なるｍ組の周波数ごとにそれぞれ相直
   交する位相を持つ合計２ｍ個の搬送波をそれぞれ直交振
   幅変調（ＱＡＭ）して周波数多重することを特徴とする
   テレビジョン補強信号方式。
5. 【請求項５】請求項１、２、３、４において、上記補強
   信号は、現行テレビジョン画面の上下部に表示される領
   域に配置して伝送することを特徴とするテレビジョン補
   強信号方式。