JPH0810927B2 - 多重信号伝送及び受信装置及びその方法 - Google Patents

多重信号伝送及び受信装置及びその方法

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JPH0810927B2
JPH0810927B2 JP1144947A JP14494789A JPH0810927B2 JP H0810927 B2 JPH0810927 B2 JP H0810927B2 JP 1144947 A JP1144947 A JP 1144947A JP 14494789 A JP14494789 A JP 14494789A JP H0810927 B2 JPH0810927 B2 JP H0810927B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば、現行方式との両立性のあるテレ
ビジョン信号に、高精細化用のテレビジョン信号を周波
数多重して伝送する多重信号伝送装置およびこの多重信
号を受信する多重信号受信装置及びその方法に関する。
（従来の技術） 近年、テレビジョン放送においては、画像の高精細化
に関する研究、開発が盛んに行われている。この高精細
化システムにおいては、現在、現行方式との両立性を図
るために、現行方式のテレビジョン信号を主信号とし、
これに高精細化用のテレビジョン信号を付加信号として
周波数多重するようになっている。この周波数多重方式
としては、例えば、「T.Hukinuki et.“Extended Defin
ition TV Fully Compatible with Existing Standards"
IEEE TRANSACTIONS COMMUNICATIONS,VOL.NO.8,AUGUST 1
984」（以下、文献１という）に記載される方式と、
「M.A.Isnardi et.“Encoding for Compatibility and
Recoverability in the ACTV System"IEEE TRANSACTION
S BROADCASTING VOL.BC-33 NO.4,DECEMBER 1987」（以
下、文献２という）に記載される方式がある。
ところで、高精細化用の付加信号は、現行テレビジョ
ン受像機にとって、画像再生に寄与せず、主信号に対す
る雑音信号として扱われる。このため、主信号に対する
付加信号の妨害が問題となる。
この妨害を無くすためには、付加信号の多重レベルを
低くすればよい。
しかし、付加信号の多重レベルを低くすると、その信
号対雑音化（以下、S/N比と記す）が低下し、受信側で
付加信号を正確に再生することができない。
高精細化用の付加信号は高周波信号であるため、テレ
ビジョン信号の一般的な性質から考えると、その平均電
力は主信号の平均電力に比べかなり低いと考えられる。
したがって、この場合は、主信号に対する付加信号の妨
害は問題にならないように考えられる。しかし、実際に
は、画像のエッジ部で主信号の尖頭値を大きくしてしま
うという妨害をもたらす。
この問題を解決するために、上記文献２においては、
送信側では、付加信号を非線形圧縮して送り、送信側で
これを非線形伸張して再生する方法が用いられている。
この方法によれば、付加信号のS/N比を低下させるこ
となく、主信号のエッジ部に対する付加信号の妨害を低
減することができると考えられる。
しかし、この方法では、次のような２つの問題が生じ
る。
１つは、付加信号の再生出力に波形歪みが生じると
いう問題である。
すなわち、非線形圧縮処理においては、高調波成分が
発生する。一方、付加信号を主信号に周波数多重して伝
送する場合には、一般に、伝送帯域の利用効率を高める
ため、付加信号の伝送帯域は圧縮前の付加信号のスペク
トル帯域と同じ帯域に設定される。したがって、この場
合には、送信側の非線形圧縮処理で発生した高調波成分
が受信側に伝送されないことになる。これにより、受信
側の非線形伸張処理によって得られた付加信号に波形歪
みが生じてしまう。
他の１つは、付加信号の分解能の低下により、視覚
的に非常に不自然な画質劣化が生じるという問題であ
る。
すなわち、アナログ信号として伝送される付加信号を
受信側でデジタル処理する場合、アナログ／デジタル交
換回路として８ビットの回路を用いることが多い。これ
は、10ビットの回路を用いると、回路のコストが著しく
上昇するからである。８ビットの回路の分解能は、256
階調である。しかし、付加信号の分解能としては、10〜
20階調しか確保することができない。これは、主信号に
対する付加信号の妨害を無くすため、付加信号の尖頭値
を1/10あるいはそれ以下に圧縮する必要があるからであ
る。このような分解能の低下は、単に、量子化雑音の増
大を招くだけでなく、視覚的に非常に不自然な画像をも
たらす。特に、今の例では、低下した分解能が受信側の
非線形伸張処理でさらに強調されるので、画像の不自然
さが目立ってしまう。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、主信号にこの主信号と相関性のあ
る高精細化用の付加信号を周波数多重して伝送する従来
の装置においては、付加信号の妨害を無くすことができ
るものの、付加信号を正確に再生することができないと
いう問題があった。
そこで、この発明は、付加信号の妨害を無くすことが
でき、かつ、付加信号を正確に再生することができる多
重信号伝送及び受信装置及びその方法を提供することを
目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明は、送信側では、
テレビジョン信号の主信号のレベルを検出する検出手段
と、前記検出手段で得られた前記主信号の検出レベルに
対して、前記主信号を補う信号である付加信号のレベル
を逆追従させるレベル制御手段と、前記レベル制御手段
から得られた制御後付加信号を、前記主信号に多重して
出力する多重手段とを備えるものである。また受信側で
は、前記多重信号から前記レベル制御後付加信号と、前
記主信号とを分離する分離手段と、分離された主信号の
レベルを検出する検出手段と、前記検出手段で得られた
前記主信号のレベルに対して、前記レベル制御後付加信
号のレベルを正追従させ、前記レベル制御前の付加信号
を再生する付加信号再生手段と、付加再生手段から得ら
れた前記レベル制御前の付加信号と前記分離手段から得
られた主信号とを合成する合成手段とを備えるものであ
る。
（作用） 上記の構成によれば、主信号と付加信号とは相関性が
あるから、主信号のレベル（エネルギー）の検出出力と
付加信号との相関性も保証される。従って、送信側では
主信号のエッジ部等のようにエネルギーの大きい部分で
はレベル制御手段により付加信号のレベルが抑えられ妨
害を発生しにくい状態に制御される。受信側では上記と
逆の処理が行われ元の付加信号が再生される。また、主
信号のエネルギー検出において複数画素分のエネルギー
検出を行えば、その検出出力は主信号のような広いスペ
クトルを持たず低域成分のみを持つ。よって付加信号の
レベルを制御しても付加信号のスペクトルは拡大せず、
元の付加信号のスペクトル帯域でレベル制御後の付加信
号を全て伝送することができる。よって付加信号の再生
が正確に行われる。
（実施例） 以下図面に参照しながらこの発明の一実施例を詳細に
説明する。
第１図はこの発明に係る多重信号伝送装置の第１の実
施例の構成を示す回路図である。また、第２図はこの発
明に係る多重信号受信装置の第１の実施例の構成を示す
回路図である。なお、第１図および第２図には、色度信
号の処理系は含まない。
まず、第１図の多重信号伝送装置について説明する。
図において、11は輝度信号Ｙの主信号Y1が入力される
入力端子である。また、12は輝度信号Ｙの付加信号Y2が
入力される端子である。ここで、主信号Y1と付加信号Y2
とは相関性がある。
入力端子11から入力された主信号Y1は、加算回路16に
供給され、レベル制御により得られた付加信号Y2′と周
波数多重される。この多重信号は出力端子17に接続され
た図示しない送信部により送信される。
付加信号Y2のレベル制御処理は次のようにしてなされ
る。
すなわち、入力端子12から入力される付加信号Y2は、
レベル変換回路13によりＡ（一定値）倍される。このレ
ベル変換出力は、除算回路14により主信号Y1から求めた
制御信号Ｘを除数として除算される。この除算により得
られた付加信号Y2′は、周波数多重処理回路15により周
波数多重に適した信号にするための処理を受ける。この
変換処理を受けた付加信号Y2′が加算回路16において、
主信号Y1に周波数多重される。
上記制御信号Ｘは次のようにして得られる。
すなわち、入力端子11から入力された主信号Y1は、ま
ず、絶対値回路18により絶対値をとられる。この絶対値
出力は累積加算回路19によりＮ（Ｎは２以上の正の整
数）画素分ずつ累積加算される。この累積加算出力は、
加算回路20により予め定められた固定値Ｂと加算され
る。この加算出力が上述した制御信号Ｘとして使われ
る。なお、固定値Ｂは有理数である。この固定値Ｂは、
累積加算出力が０である場合に、除算出力が無限大にな
るのを防止するものである。
このようにして求められた制御信号Ｘは、次式（１）
のように表される。
そして、この制御信号Ｘによって付加信号Y2が除算さ
れるから、除算回路14から出力される付加信号Y2′は次
のように表される。
次に、第２図の多重信号受信装置について説明する。
図において、31は多重信号が入力される入力端子であ
る。この入力端子31から入力された多重信号は周波数多
重処理回路32により主信号Y1と付加信号Y2′に分離され
る。
この周波数多重処理回路32により分離された主信号Y1
は出力端子33に接続された図示しない画像表示部に供給
される。一方、付加信号Y2′は、乗算回路34により主信
号Y1から求められた制御信号Ｘと乗算される。この制御
信号Ｘは上述した送信側の制御信号Ｘと同じく、先の式
（１）で示すような値をもつ。したがって、乗算回路34
からは次式（３）で示すように、付加信号Y2が出力され
る。
Y2＝Y2′・Ｘ …（３） この付加信号Y2はレベル変換回路35によりレベル変換
される。このレベル変化回路35は、上述した送信側のレ
ベル変換回路13とは逆特性を有し、入力信号を1/A倍す
る。このレベル変換出力は出力端子36に接続された図示
しない画像表示部に供給され、上述した主信号Y1ととも
に、画像表示に供される。
上記制御信号Ｘは、送信側と同様に、絶対値回路37、
累積加算回路38、加算回路39により生成される。
以上述べたようにこの実施例は、主信号Y1と付加信号
Y2の相関性を利用し、送信側では、絶対値の累積加算に
より主信号Y1のＮ画素分のエネルギーを求め、これに基
づいて得られた制御信号Ｘを除数として付加信号Y2を除
算し、この除算出力Y2′を主信号Y1に周波数多重して伝
送し、受信側では、絶対値の累積加算により主信号Y1の
Ｎ画素分のエネルギーを求め、これに基づいて得られた
制御信号Ｘと付加信号Y2′とを乗算することにより、元
の付加信号Y2を再生するようにしたものである。
このような構成によれば、主信号Y1と付加信号Y2とは
相関性があるから、制御信号Ｘと付加信号Y2との相関性
も保証される。したがって、制御信号Ｘのレベルが大き
くなる主信号Y1のエッジ部では、付加信号Y2のレベルが
抑えられる。これにより、主信号Y1のエッジ部における
主信号Y1に対する付加信号Y2の妨害を低減することがで
きる。
また、制御信号Ｘは主信号Y1のＮ画素分のエネルギー
を示すものであるため、主信号Y1のような広いスペクト
ルをもたず、低域成分のみをもつ。したがって、制御信
号Ｘを除数として付加信号Y2を除算しても、付加信号
Y2′のスペクトルは元の付加信号Y2のスペクトルとほと
んど変わらない。これにより、元の付加信号Y2のスペク
トル帯域で除算後の付加信号Y2′を全て伝送することが
できるため、付加信号Y2の再生出力に波形歪みが生じる
ことはない。
また、主信号Y1はそのまま受信側に送られるため、受
信側では、制御信号Ｘとして送信側の制御信号Ｘとほと
んど同じものを得ることができる。したがって、受信側
で元の付加信号Y2を再生する際、何ら分解能を低下させ
ることなく、正確に再生することができる。
さらに、主信号Y1の累積加算出力に固定値Ｂを加算し
たものを制御信号Ｘとするようにしたので、累積加算出
力が０の場合でも、除算結果が無限大になるのを防止す
ることができる。
第３図はこの発明に係る多重信号伝送装置の第２の実
施例を示す回路図である。また、第４図は、この発明に
係る多重信号受信装置の第２の実施例の構成を示す回路
図である。
なお、第３図および第４図において、先の実施例と同
一部には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
先の実施例では、制御信号Ｘを求めるに当たって主信
号Y1の絶対値を累積加算する場合を説明した。これに対
し、この実施例は、主信号Y1の二乗値を累積加算するよ
うにしたものである。すなわち、第３図および第４図に
おいては、第１図および第２図の絶対絶対値回路18、37
をそれぞれ二乗値回路21,41で置き換えるようにしたも
のである。
このような構成においても、先の実施例と同様、主信
号Y1のＮ画素分のエネルギーを求めることができる。
第５図はこの発明に係る多重信号伝送装置の第３の実
施例の構成を示す回路図である。また、第６図はこの発
明に係る多重信号受信装置の第３の実施例の構成を示す
回路図である。
この実施例は、この発明を付加信号としての水平方向
の高精細化信号を伝送するシステムの多重信号伝送装置
および多重信号受信装置に適用した場合を示すものであ
る。
なお、以下の説明では、現行方式がNTSC方式である場
合を代表として説明する。
まず、第５図の多重信号伝送装置について説明する。
図において、51はカラーテレビジョン信号の輝度信号
Ｙが入力される入力端子である。52は、同じく色度信号
Ｉが入力される入力端子であり、53は色度信号Ｑが入力
される入力端子である。
入力端子51から入力される輝度信号Ｙは、第７図に示
すように、０〜6MHzの水平帯域をもつ。この輝度信号は
カットオフ周波数が4MHzのローパスフィルタ（以下、LP
Fという）54と減算回路55により、水平帯域が０〜4MHz
の主信号Y1と水平帯域が４〜6MHzの付加信号Y2に分離さ
れる。この主信号Y1と付加信号Y2を第７図に示す。ここ
で、主信号Y1はNTSC方式の輝度信号として使われる。一
方、付加信号Y2は高精細化用の輝度信号として使われ
る。
LPF54から出力される主信号Y1は、水平、垂直の２次
元LPF56により帯域制限される。この帯域制限の様子を
第８図に示す。ここで、第８図（ａ）は水平・垂直領域
のスペクトルを示し、同図（ｂ）は時間・垂直領域のス
ペクトルを示す。第８図（ａ）に示す如く、LPF56で
は、水平方向±2MHz以上、垂直方向±（３×525）/8〜5
25/2［c.p.h］の成分が除去される。この除去領域は、
第８図（ｂ）では斜線で示される。なお、LPF56の具体
的構成については後述する。
LPF56の出力は、加算回路57により、詳細を後述する
除算処理によって得られた付加信号Y2′と周波数多重さ
れる。この場合、付加信号Y2′は詳細を後述するが、LP
F56によって除去された領域に周波数多重される。
この多重信号は加算回路58により、詳細を後述する多
重処理を受けた色度信号I,Qと周波数多重される。この
多重信号は、出力端子59に接続された図示しない送信部
により受信側に送信される。
上記付加信号Y2の除算処理は次のようにしてなされ
る。
減算回路55から出力される付加信号Y2はセレクタ60に
より、第１フィールドF1の１ラインおきの信号と、第２
フィールドF2の全ての信号が０レベルの信号に置き換え
られる。この様子を第９図に示す。ここで、×印を付す
位置が０レベルの信号により置き換えられる位置であ
る。この置換えにより、付加信号Y2の垂直帯域は525/8
［c.p.h］となる。これにより、上記LPF56によって除去
された水平・垂直領域と同じ領域を有する付加信号Y2が
得られる。
セレクタ60の出力は垂直方向のLPF61に供給され、上
記置換え処理により生じた垂直方向の折り返し成分を除
去される。このLPF61の出力特性を第10図に示す。ここ
で、第10図（ａ）は、水平・垂直領域のスペクトルを示
し、同図（ｂ）は時間・垂直領域のスペクトルを示す。
なお、LPF61の具体的構成については後述する。
LPF61によって帯域制限された付加信号Y2は、レベル
変換回路62によりＡ（一定数）倍される。このレベル変
換回路62の出力は除算回路63により主信号Y1から求めた
制御信号Ｘを除数として除算される。これにより、先の
式（２）によって表される付加信号Y2′が得られる。な
お、制御信号Ｘの生成については、後述する。
除算回路63から出力される付加信号Y2′は、乗算回路
64により、周波数が16/7fsc（8.2MHz）で、かつ、フィ
ールドごとに位相が反転するキャリア信号を使って変調
される。これにより、上記LPF56の除去領域に位置する
付加信号Y2′が得られる。ここで、fscは色副搬送周波
数である。第11図に変調後のスペクトルを示す。なお、
第11図は、輝度信号Ｙのサンプリング周波数が4fscであ
る場合を代表として示すものである。
この第11図において、斜線を付す成分は、変調によっ
て生じた折返し成分である。この折返し成分の水平帯域
は０〜2MHzにある。したがって、乗算回路64の出力は、
２〜4MHzの通過帯域を有する水平のバンドパスフィルタ
（以下、BPFと記す）65によって帯域制限される。これ
により、第12図に示すように、折返し成分の除去された
付加信号Y2′が得られる。この付加信号Y2′の水平・垂
直領域のスペクトルを第13図（ａ）に示し、時間・垂直
領域のスペクトルを第13図（ｂ）に示す。この第13図に
示す如く、付加信号Y2′は、乗算回路64の変調により、
LPF56の除去領域に当たる垂直525/2［c.p.h］の位置に
位置決めされる。
BPF65から出力される付加信号Y2′は、スイッチ66を
介して加算回路57に供給され、主信号Y1と周波数多重さ
れる。
スイッチ66のオン，オフは、動き検出回路67の動き検
出出力に従って制御される。この動き検出回路67は、入
力端子51から入力される輝度信号Ｙのフィールド間差分
をとり、そのレベルを所定レベルと比較することによ
り、画像が動画か静画かを判定する。スイッチ66は動き
検出回路67により静画と判定された場合のみ、オン状態
となる。これにより、静画の場合のみ、付加信号Y2′が
主信号Y1に周波数多重される。
上記制御信号Ｘは次のようにして生成される。
上記LPF56により帯域制限された主信号Y1は、ハイパ
スフィルタ（以下、HPFという）68に供給され、水平帯
域が２〜4MHzの成分を抽出される。この成分を第７図に
Y3として示す。この主信号Y1から得られた高域成分Y
3は、直流成分を含まない分、主信号Y1よりもさらに付
加信号Y2と相関性が高いと言える。従って、この実施例
では、この高域成分Y3を使って制御信号Ｘが生成され
る。
すなわち、この高域成分Y3は、絶対値回路69により絶
対値をとられた後、累積加算回路70により累積加算され
る。この累積加算結果は、加算回路71により固定値Ｂと
加算される。この加算結果が制御信号Ｘとして乗算回路
63に供給される。
上記色度信号I,Qの多重処理は次のようにしてなされ
る。
すなわち、入力端子52から入力される色度信号Ｉは、
乗算回路72により周波数fscのキャリア信号を使って変
調される。この変調出力は、LPF73により、水平帯域を
０〜1.5MHzに帯域制限される。一方、入力端子53から入
力される色度信号Ｑは、乗算回路74により、色度信号Ｉ
用のキャリア信号とは位相が90度ずれた周波数fscのキ
ャリア信号を使って変調される。この変調出力は、LPF7
5により水平帯域を０〜0.5MHzに制限される。
LPF73,75の出力は加算回路75により周波数多重され
る。この多重出力は、加算回路58により主信号Y1と付加
信号Y2′との多重信号に周波数多重される。
以上、第５図に示す多重信号伝送装置の全体的な構成
を説明したが、ここで、２次元LPF56と垂直LPF61との具
体的構成を説明する。
まず、２次元LPF56について説明する。
第14図は、２次元LPF56の具体的構成の一例を示す回
路図である。
この第14図において、先の第５図のLPF54から出力さ
れる主信号Y1は、カットオフ周波数が2MHzの水平LPF81
と加算回路82により、水平帯域が０〜2MHzの低域成分と
２〜4MHzの高域成分に分離される。加算回路82から出力
される高域成分は、垂直・時間方向のLPF83により水平
帯域を０〜（３×525）/8［c.p.h］に制限される。この
帯域制限出力は、加算回路84により、LPF81から出力さ
れる低域成分と周波数多重される。これにより、先の第
８図に示すようなスペクトルに帯域制限された主信号Y1
が得られる。
次に、垂直方向の垂直LPF61について説明する。
第15図は、垂直LPF61の具体的構成の一例を示す回路
図である。
この第15図において、1H遅延回路91,92、261H遅延回
路93、1H遅延回路94,95、加算回路96,97、係数回路98,9
9,100、加算回路101は、フレーム内の第１フィールドの
LPFを形成する。このLPFは５個のタップを有し、その模
式図は第16図（ａ）に示すようになっている。
また、1H遅延回路91,92、261H遅延回路93、1H遅延回
路94,加算回路102,103、係数回路104,105,106、加算回
路107は、フレーム内の第２フィールドのLPFを形成す
る。このLPFも５個のタップを有し、その模式図は第16
図（ｂ）に示すようになっている。
加算回路109の出力は、フィールドメモリ108により１
フィールド分遅延される。この遅延出力と加算回路101
の出力は、セレクタ109によりフィールドごとに交互に
選択される。これにより、セレクタ109からは、先の第1
0図に示すように帯域制限された付加信号Y2が得られ
る。
なお、フィールドメモリ108は、第１フィールドのLPF
出力が、261H遅延回路93により１フィールド分遅延され
ていることに基づいて、第２フィールドのLPF出力を１
フィールド分遅延するものである。
このように、垂直LPF61の出力は、原信号に対して１
フィールド分遅延されるので、第５図に示す制御信号Ｘ
も実際は、原信号に対して１フィールド分遅延されるよ
うになっている。
なお、先の第14図に示すLPF83も第15図に示すような
構成となっている。
以上第５図の多重信号伝送装置を説明したが、次に、
第６図の多重信号受信装置について説明する。
第６図において、111は受信された多重信号が入力さ
れる入力端子である。この入力端子111から入力される
多重信号は、Y/C分離回路112により輝度信号Y0（主信号
Y1と付加信号Y2′との多重信号）と色度信号Ｃに分離さ
れる。
Y/C分離回路112によって分離された輝度信号Y0は、フ
ィールド遅延回路113、２次元HPF114、HPF115、加算回
路116により、主信号Y1と付加信号Y2′とに分離され
る。すなわち、輝度信号Y0は、２次元HPF114により、第
17図に示すように、高域に帯域制限される。この帯域制
限出力は、HPF115により、水平帯域を２〜4HMzに帯域制
限される。これにより、付加信号Y2′が得られる。この
付加信号Y2′は、加算回路116により、フィールド遅延
回路113を介して供給される主信号Y1から減じられる。
これにより、加算回路116からは、第18図に示すように
帯域制限された主信号Y1が得られる。
なお、上記２次元HPF114は、基本的には、第15図に示
す垂直LPF61と同じような構成を有し、係数回路98,99,1
00,104,105,106の係数を変えることにより、上述した第
17図のような出力特性を有するように設定されている。
フィールド遅延回路113は、付加信号Y2′が２次元HPF11
4によって１フィールド分遅延されることに合わせて、
輝度信号Y0を１フィールド分遅延するものである。
加算回路116から出力される主信号Y1は、加算回路117
により付加信号Y2′から再生された付加信号Y2と周波数
多重される。これにより、水平帯域が０〜6MHzの輝度信
号Ｙが得られる。この輝度信号Ｙは出力端子118に接続
された図示しない表示部に供給される。
付加信号Y2の再生は次のようにして行われる。
すなわち、HPF115から出力される付加信号Y2′は、乗
算回路119により送信側と同じくフィールドごとに位相
が反転する周波数16/7fscのキャリア信号を使って復調
される。この復調出力はBPF120に供給され、水平帯域が
４〜6MHzの成分を抽出される。これにより、第19図に示
すスペクトルをもつ付加信号Y2′が得られる。この付加
信号Y2′は、乗算回路121により、送信側とは逆に、主
信号Y1から求められた制御信号Ｘを乗数として乗算され
る。この乗算は、先の式（３）に示される。
乗算回路121から出力される付加信号Y2は、送信側と
は逆に、レベル交換回路122により1/A倍される。このレ
ベル交換出力は、スイッチ123を介して上記加算回路117
に供給され、主信号Y1と周波数多重される。これによ
り、第20図に示すスペクトルをもつ輝度信号Ｙが得られ
る。
スイッチ123のオン、オフは動き検出回路124により制
御される。この動き検出回路124は、Y/C分離回路112か
ら出力される輝度信号Y0のフィールド間差分ととること
により、画像が動画か静画かを判定する。スイッチ123
は動き検出回路124で静画と判定された場合にオン状態
となる。これにより、付加信号Y2は、静画時のみ主信号
Y1に周波数多重される。
上記制御信号Ｘは次のようにして生成される。
すなわち、上記加算回路116から出力される主信号Y1
はHPF124に供給され、水平帯域が２〜4MHzの高域成分Y3
を抽出される。この高域成分Y3は、送信側と同じく、絶
対値回路125で絶対値をとられた後、累積加算回路126で
累積加算される。この累積加算出力は、加算回路127に
より固定値Ｂと加算される。これにより、制御信号Ｘが
得られ、上記乗算回路121に供給される。
累積加算回路126の累積加算処理は、先の式（２）で
示される。
上記色度信号Ｃは次のようにして復調される。
すなわち、Y/C分離回路112から出力される色度信号Ｃ
は、乗算回路128,129により、それぞれ互いに位相が90
度異なる周波数fscのキャリア信号を用いて復調され
る。この復調により、乗算回路128,129からはそれぞれ
色度信号I,Qが出力される。この色度信号I,Qはそれぞれ
LPF130,131により０〜1.5MHz、０〜0.5MHzに帯域制限さ
れた後、出力端子132,133に接続された図示しない画像
表示部に供給される。
なお、第５図および第６図では、累積加算回路70、12
6として1H遅延回路と加算回路からなる回路を示した
が、第21図に示すように、加算回路141と1H周期のクロ
ックCKで駆動されるラッチ回路142からなる累積加算回
路を用いるようにしてもよい。
以上この発明を水平方向の高精細化信号を付加信号と
して伝送するシステムの多重信号伝送装置および多重信
号受信装置に適用する場合を説明したが、この場合であ
っても付加信号Y2を忠実に再生することができ、かつ、
画像のエッジ部において、主信号Y1に対する付加信号Y2
の妨害を無くすことができることは勿論である。
しかも、この実施例においては、主信号Y1から制御信
号Ｘを生成するに当たって、付加信号Y2とより相関性が
高い４〜6MHzの高域成分Y3を用いて生成するようにした
ので、主信号Y1に対する付加信号Y2の妨害低減効果を高
めることができる。
第22図はこの発明に係る多重信号伝送装置の第４の実
施例の構成を示す回路図である。また、第23図はこの発
明に係る多重信号受信装置の第４の実施例の構成を示す
回路図である。
この実施例は、この発明を垂直方向の高精細化信号を
付加信号Y2として伝送する方式の多重信号伝送装置およ
び多重信号受信装置に適用した場合を示すものである。
垂直方向の高精細化信号を付加信号Y2として伝送する
システムとしては、例えば、現行方式よりアスペクト比
の大きな画面を表示することを目的とするワイドアスペ
クトシステムがある。
ここで、現行方式との両立性を考慮されたワイドアス
ペクト方式の一例を第24図および第25図を参照しながら
説明する。
第24図は、ワイドアスペクト方式のテレビジョン信号
を現行の例えばNTSC方式のテレビジョン受像機で受信し
た場合の画面フォーマットを示し、第25図はワイドアス
ペクト方式のテレビジョン受像機で受信した場合の画面
フォーマットを示す。
第24図において、151はNTSC画面であり、152はワイド
アスペクト画面であり、153,154は例えば一定輝度の画
面である。図示の如く、ワイドアスペクト画面152（主
画部）は垂直方向に時間圧縮を受け、NTSC画面151内に
収まるように設定されている。そして、このワイドアス
ペクト画面152の上下に画面153,154（上下一定輝度部）
を付加することにより、NTSC画面151を形成するように
なっている。
このようなテレビジョン信号をワイドアスペクト方式
のテレビジョン受像機で受信した場合は、ワイドアスペ
クト画面152を垂直方向に伸張することにより、第25図
に示すように、テレビジョン受像機の画面表示領域全体
にワイドアスペクト画面152を表示するようになってい
る。
なお、テレビジョン受像機の垂直解像度を480本とす
ると、ワイドアスペクト方式のテレビジョン信号をNTSC
方式のテレビジョン受像機で受信した場合は、ワイドア
スペクト画面の垂直解像度は360本となり、ワイドアス
ペクト方式のテレビジョン受像機で受信した場合は、48
0本となる。
以上述べたような構成において、各ラインの垂直方向
の高精細化信号、つまり、付加信号Y2は、画面153,154
に対応する部分（上下一定輝度部）に周波数多重され
る。この場合、付加信号Y2は、525/4［c.p.h］の成分を
含むため、NTSC方式のテレビジョン受像機では、画面15
3,154の部分（上下一定輝度部）に、付加信号Y2による
妨害がかなり現れる。
この実施例は、画面153,154部分（上下一定輝度部）
での付加信号Y2の妨害を無くし、かつ、付加信号Y2を正
確に再生することができる装置を提供するものである。
では、まず、第22図の多重信号伝送装置を説明する。
なお、この第22図においては、輝度信号の処理系のみ示
し、色度信号の処理系は省略する。
図において、161は、ワイドアスペクト方式のテレビ
ジョン信号の輝度信号Ｙが入力される入力端子である。
なお、この輝度信号Ｙは例えばインターレース信号であ
る。
入力端子161から入力される輝度信号Ｙは、垂直方向
のLPF162と減算回路163とにより、垂直方向の低域成分
と高域成分に分離される。LPF162から出力される低域成
分は、第26図に示すように、（３×525）/8［c.p.h］の
垂直帯域を有し、主信号Y1として扱われる。一方、減算
回路163から出力される高域成分は、第27図に示すよう
に、525/8［c.p.h］の垂直帯域を有し、高精細化用の付
加信号Y2として扱われる。
なお、LPF162は、第28図に示すように、1H遅延回路18
1,182,183,184,185、加算回路186,187、係数回路188,18
9,190、加算回路191から成るフィールド内のLPFであ
る。
主信号Y1は、時間圧縮回路164により、第29図に示す
ように、垂直方向に3/4倍され、NTSC画面151内に収まる
ように設定される。この時間圧縮回路164は第30図に示
すような補間フィルタによって構成されている。
この補間フィルタは、入力端子201から入力される主
信号Y1をフィールドメモリ202、1H遅延回路203,204,205
で遅延し、各タップ出力に係数回路206,207,208,209に
より係数を掛け、これらを加算回路210で加算して出力
端子211から出力するようにしたものである。この場
合、係数回路206,207,208,209の係数は合計すると１に
なるように設定されている。また、この係数は形成され
るラインによって異なるため、ラインごとに切り換えら
れるようになっている。これにより、出力端子211から
は時間圧縮された主信号Y1が得られる。
時間圧縮回路164は、このようにして得られる主信号Y
1に、画面153,154に対応する部分（上下一定輝度部）で
一定輝度の信号を付加し、これを主信号Y0として出力す
る。第31図に時間圧縮の様子を示す。この時間圧縮によ
り、主信号Y1の垂直帯域は、０〜525/2［c.p.h］に戻さ
れている。
このように一定輝度の信号が付加された主信号Y0は、
上下一定輝度部において、加算回路165により付加信号Y
2′と周波数多重される。この多重信号は、出力端子166
に接続された図示しない送信部により送信される。
付加信号Y2はライン間引き回路167によりライン間引
きを受ける。このライン間引きは、第１フィールドF1と
第２フィールドF2を合わせて考えると、第32図に示すよ
うに、４ラインに１ライン分の信号を抽出するようにし
て行われる。しかし、実際には、第１フィールドF1の信
号は１ラインおきに間引き、第２フィールドF2の信号は
全て間引くというようにして行われる。
ライン間引き回路167から出力される付加信号Y2は、
レベル変換回路168によりＡ倍される。このＡ倍出力
は、除算回路169により、主信号Y1から求められた制御
信号Ｘを除数として除算される。この除算によって得ら
れた付加信号Y2′は、多重処理回路170により、第29図
（ｂ）の斜線部、つまり、画面153,154の部分（上下一
定輝度部）に周波数多重するための遅延処理を受ける。
この遅延処理を受けた付加信号Y2′は加算回路165によ
り主信号Y0の上下一定輝度部と多重される。これによ
り、第29図（ｂ）に示すような多重信号が得られる。
上記制御信号Ｘは次のようにして生成される。
すなわち、時間圧縮回路164から出力される主信号Y0
は、ライン間引き回路171によりライン間引きを受け
る。このライン間引きは、垂直方向に３ラインに１ライ
ン分の信号を抽出するようにしてなされる。
ライン間引き回路171の出力は、絶対値回路172により
絶対値をとられた後、累積加算回路173によりＮ画素分
づつ累積加算される。この累積加算出力は、加算回路17
4により固定値Ｂと加算され、制御信号Ｘとして除算回
路169に供給される。これにより、除算回路169からは、
先の式（２）で表される付加信号Y2′が得られる。
次に、第23図の多重信号受信装置について説明する。
なお、この第23図においても、色度信号の処理系は省略
する。
この第23図において、221は受信された多重信号が入
力される入力端子である。
この入力端子221から入力される多重信号は時間伸張
回路222により主信号Y1が抽出され4/3倍に時間伸張され
る。これにより、主信号Y1の垂直帯域は、０〜（３×52
5）/8［c.p.h］まで狭められる。
時間伸張回路222から出力される主信号Y1は加算回路2
23により再生付加信号Y2と周波数多重される。これによ
り、垂直方向の高精細化成分を含む輝度信号Ｙが得られ
る。この輝度信号Ｙは出力端子224に接続された図示し
ない画像表示部により、画像表示に供される。
上記付加信号Y2は次のようにして再生される。
すなわち、入力端子221から入力される多重信号は付
加信号分離回路225に供給される。この付加信号分離回
路225は、入力信号から画面153,154の位置（上下一定輝
度部）に多重された付加信号Y2′を分離する。この付加
信号Y2′は、遅延調整回路226により遅延調整を受けた
後、乗算回路227に供給される。ここで、遅延調整回路2
26は、第33図に示すように、各ラインの付加信号Y2′の
時間軸を伸張し、送信時の抜き出されたラインの時間軸
に並べ替えるための回路である。この場合、遅延調整回
路226は、時間を遡って時間調整を行っているわけでは
無く、実際には、後述するライン間引き回路230にフィ
ールド遅延回路を設けることにより、全て１フィールド
分遅れて信号処理を行うようになっている。
このようにして遅延調整された付加信号Y2′は、乗算
回路227により、主信号Y1から求められた制御信号Ｘを
乗数として乗算される。これにより、付加信号Y2が再生
される。
再生された付加信号Y2は、送信側とは逆特性を有する
レベル変換回路228により、1/A倍される。この1/A倍出
力は、垂直方向のLPF229により垂直帯域を525/8［c.p.
h］に制限された後、加算回路223において、垂直帯域
（３×525）/8［c.p.h］の主信号Y1に周波数多重され
る。
上記制御信号Ｘは、送信側と同様に、ライン間引き回
路230、絶対値回路231、累積加算回路232、加算回路233
によって生成される。
以上この発明を垂直方向の高精細化成分を伝送するワ
イドアスペクト方式の装置に適用する場合の一実施例を
説明したが、この場合であっても、主信号Y0の上下一定
輝度部に対する付加信号Y2の妨害の低減および付加信号
Y2の正確な再生を図ることができることは勿論である。
なお、この発明は先の実施例に限定されるものではな
い。
例えば、先の実施例では、主信号のエネルギーを検出
するのに、主信号の絶対値あるいは二乗値を累積加算す
る場合の説明したが、これ以外の構成を用いてもよいこ
とは勿論である。
また、先の実施例では、付加信号のレベルを制御する
のに、送信側では、付加信号を除算処理し、受信側で
は、乗算処理する場合を説明したが、送信側と受信側で
逆の制御がなされるのであれば、これ以外の制御を行う
ようにしてもよい。
また、先の実施例では、付加信号が水平方向あるいは
垂直方向の高精細化用の信号である場合を説明したが、
主信号と相関性を有する信号であれば、これ以外の信号
であってもよい。
この他にも、この発明は、その要旨を逸脱しない範囲
で種々様々変形実施可能なことは勿論である。
［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、付加信号の妨害
を無くすことができ、かつ、付加信号を正確に再生する
ことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明に係る多重信号伝送装置の第１の実施
例の構成を示す回路図、第２図は同じく多重信号受信装
置の第１の実施例の構成を示す回路図、第３図は同じく
多重信号伝送装置の第２の実施例の構成を示す回路図、
第４図は同じく多重信号受信装置の第２の実施例の構成
を示す回路図、第５図は同じく多重信号伝送装置の第３
の実施例の構成を示す回路図、第６図は同じく多重信号
受信装置の第３の実施例の構成を示す回路図、第７図乃
至第16図は第５図の動作を説明するための図、第17図乃
至第21図は第６図の動作を説明するための図、第22図は
この発明に係る多重信号伝送装置の第４の実施例の構成
を示す回路図、第23図は同じく多重信号受信装置の第４
の実施例の構成を示す回路図、第23図乃至第32図は第22
図の動作を説明するための図、第33図は第23図の動作を
説明するための図である。 11,12,31……入力端子、13,35……レベル変換回路、14
……除算回路、15,32……周波数多重処理回路、16,20,3
9……加算回路、17,33,36……出力端子、18,37……絶対
値回路、19,38……累積加算回路、34……乗算回路。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】テレビジョン信号の主信号のレベルを検出
    するレベル検出手段と、 前レベル検出手段で得られた前記主信号の検出レベルに
    対して、前記主信号を補う信号である付加信号のレベル
    を逆追従させるレベル制御手段と、 前記レベル制御手段から得られたレベル制御後付加信号
    を、前記主信号に多重して多重信号を出力する多重手段
    と を具備したことを特徴とする多重信号伝送装置。
  2. 【請求項２】前記レベル制御手段は、 前記付加信号を、前記主信号に関連した制御信号で除算
    し、前記レベル制御後付加信号を得ることを特徴とする
    特許請求の範囲第１記載の多重信号伝送装置。
  3. 【請求項３】前記付加信号は、主信号の高精細化用の信
    号であることを特徴とする特許請求の範囲第１記載の多
    重信号伝送装置。
  4. 【請求項４】前記多重手段は、前記レベル制御後付加信
    号を前記主信号の画面内に周波数多重することを特徴と
    する特許請求の範囲第１記載の多重信号伝送装置。
  5. 【請求項５】前記付加信号は、前記テレビジョン信号の
    垂直方向高域成分であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１記載の多重信号伝送装置。
  6. 【請求項６】前記付加信号は、前記テレビジョン信号の
    水平方向高域成分であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１記載の多重信号伝送装置。
  7. 【請求項７】前記水平方向高域成分は、前記テレビジョ
    ン信号が静画である時のみ伝送されることを特徴とする
    特許請求の範囲第６記載の多重信号伝送装置。
  8. 【請求項８】前記水平方向高域成分は、前記主信号に周
    波数多重される前に（16/7）fsc（fscはカラーサブキャ
    リア周波数）でフィールド毎に位相反転するキャリアで
    変調されていることを特徴とする特許請求の範囲第７記
    載の多重信号伝送装置。
  9. 【請求項９】前記主信号は、前記多重手段で前記制御後
    付加信号が前記主信号に周波数多重される前に、垂直方
    向へ3/4倍に圧縮されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１記載の多重信号伝送装置。
  10. 【請求項１０】前記レベル制御手段は、 前記付加信号を前記主信号の検出レベルで除算する除算
    回路であることを特徴とする特許請求の範囲第１記載の
    多重信号伝送装置。
  11. 【請求項１１】前記レベル検出手段は、 前記主信号の複数画素分のエネルギーを検出し、この検
    出出力を累積加算することを特徴とする特許請求の範囲
    第１の記載の多重信号伝送装置。
  12. 【請求項１２】前記多重手段は、前記制御後付加信号を
    伝送画面の上部と下部に多重することを特徴とする特許
    請求の範囲第１記載の多重信号伝送装置。
  13. 【請求項１３】テレビジョン信号の主信号のレベルを検
    出するレベル検出手段と、 前記レベル検出手段で得られた前記主信号の検出レベル
    に応じて、前記主信号を補う信号である付加信号を除算
    することにより、前記主信号のレベルに対して前記付加
    信号のレベルを逆追従させるレベル制御手段と、 前記レベル制御手段から得られたレベル制御後付加信号
    を、前記主信号に周波数多重して出力する周波数多重手
    段と を具備したことを特徴とする多重信号伝送装置。
  14. 【請求項１４】テレビジョン信号の主信号のレベルに対
    して、前記主信号を補う信号であるレベル制御前の付加
    信号のレベルが、逆追従するように制御されており、こ
    のように制御されたレベル制御後付加信号が前記主信号
    に多重されてなる多重信号が入力される入力端子と、 前記多重信号から前記レベル制御後付加信号と、前記主
    信号とを分離する分離手段と、 分離された主信号のレベルを検出するレベル検出手段
    と、 前記レベル検出手段で得られた前記主信号の検出レベル
    に対して、前記分離手段から得られた前記レベル制御後
    付加信号のレベルを正追従させることにより、前記レベ
    ル制御前の付加信号を再現して再生付加信号を得る付加
    信号再生手段と、 前記付加信号再生手段から得られた前記再生付加信号と
    前記分離手段から得られた前記主信号とを合成する合成
    手段と を具備したことを特徴とする多重信号受信装置。
  15. 【請求項１５】前記付加信号再生手段は、 前記制御信号と前記レベル制御後付加信号とを乗算する
    ための乗算回路を有したことを特徴とする特許請求の範
    囲第14記載の多重信号受信装置。
  16. 【請求項１６】前記付加信号は、主信号の高精細化用の
    信号であることを特徴とする特許請求の範囲第14記載の
    多重信号受信装置。
  17. 【請求項１７】前記分離手段は、 前記レベル制御後付加信号を前記主信号の画面内から分
    離することを特徴とする特許請求の範囲第14記載の多重
    信号受信装置。
  18. 【請求項１８】前記付加信号は、前記テレビジョン信号
    の垂直方向高域成分であることを特徴とする特許請求の
    範囲第14記載の多重信号受信装置。
  19. 【請求項１９】前記付加信号は、前記テレビジョン信号
    の水平方向高域成分であることを特徴とする特許請求の
    範囲第14記載の多重信号受信装置。
  20. 【請求項２０】前記水平方向高域成分は、前記テレビジ
    ョン信号が静画である時のみ前記主信号に合成されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第19記載の多重信号受信
    装置。
  21. 【請求項２１】前記水平方向高域成分は、前記主信号に
    合成される前に（16/7）fsc（fscはカラーサブキャリア
    周波数）でフィールド毎に位相反転するキャリアで復調
    されることを特徴とする特許請求の範囲第19記載の多重
    信号伝送装置。
  22. 【請求項２２】前記合成手段おける前記主信号は、前記
    再生された付加信号が合成される前に、垂直方向へ4/3
    倍に伸張されることを特徴とする特許請求の範囲第14記
    載の多重信号受信装置。
  23. 【請求項２３】前記レベル検出手段は、 前記主信号の複数画素分のエネルギーを検出し、この検
    出出力を累積加算することを特徴とする特許請求の範囲
    第14記載の多重信号受信装置。
  24. 【請求項２４】前記分離手段は、 前記レベル制御後付加信号を画面の上部と下部から分離
    することを特徴とする特許請求の範囲第14記載の多重信
    号受信装置。
  25. 【請求項２５】テレビジョン信号の主信号のレベルに対
    して、前記主信号を補う信号であるレベル制御前の付加
    信号のレベルが、逆追従するように制御されており、こ
    のように制御されたレベル制御後付加信号が前記主信号
    に周波数多重されてなる多重信号が入力される入力端子
    と、 前記多重信号から前記レベル制御後付加信号と、前記主
    信号とを分離する分離手段と、 分離された主信号のレベルを検出するレベル検出手段
    と、 前記レベル検出手段で得られた前記主信号の検出レベル
    に応じた制御信号を、前記分離手段から得られた前記レ
    ベル制御後付加信号に乗算することにより、前記主信号
    のレベルに前記レベル制御後付加信号のレベルを正追従
    させることにより、前記レベル制御前の付加信号を再生
    する付加信号再生手段と、 前記付加信号再生手段から得られた前記再生された付加
    信号と前記分離手段から得られた前記主信号とを合成す
    る合成手段と を具備したことを特徴とする多重信号受信装置。
  26. 【請求項２６】前記合成手段の出力を表示する表示手段
    を有したことを特徴とする特許請求の範囲第14または25
    のいずれかに記載の多重信号受信装置。
  27. 【請求項２７】伝送側では、 テレビジョン信号の主信号のレベルを検出して第１のレ
    ベル検出信号を得、 前記第１のレベル検出信号に応じて、前記主信号を補う
    付加信号を除算することにより、前記主信号のレベルに
    対して前記付加信号のレベルを逆追従させてレベル制御
    後付加信号を得、 前記レベル制御後付加信号を前記主信号に多重して多重
    信号を得て伝送し、 受信側では、 前記多重信号から前記レベル制御後付加信号と前記主信
    号とを分離し、 分離された主信号のレベルを検出し第２のレベル検出信
    号を得、 前記第２のレベル検出信号に応じた制御信号を、分離さ
    れた前記レベル制御後付加信号に乗算して、前記主信号
    のレベルに前記レベル制御後付加信号のレベルを正追従
    させることにより、前記レベル制御前の付加信号を再生
    し、 前記再生された付加信号と前記分離された主信号とを合
    成し元のテレビジョン信号を得るようにしたことを特徴
    とする多重信号送受信方法。
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