JPH0817481B2 - テレビジョン信号復号装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビジョン信号復号装置に係り、特に現
行のテレビジョン方式がアスペクト比（横と縦の比）4:
3であるのに対して、それ以上の大きいアスペクト比を
もつ場面情報を伝送するのに適し、かつ現行テレビジョ
ン方式と両立性を保つテレビジョン信号を再生するテレ
ビジョン信号復号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 Com
mittee）〕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。

このような背景のもとで、日本放送協会（NHK）は高
品位テレビジョン方式を提案した。（例えば、文献特集
高品位テレビジョン（テレビジョン学会誌 第36巻、第
10号、1982年、参照））その内容は、走査線数1125本、
2:1飛越走査、輝度信号水平帯域幅20MHz、と高精細化を
計ると共に、臨場感などの視覚工学の立場からアスペク
ト比（画面の横と縦の比）を5:3としたものである。こ
の方式はクローズド系ではすでにほぼ完成し、さらに衛
星放送の開始とともに衛星１チャンネルの帯域で高品位
テレビを伝送するMUSE方式（文献、二宮佑一他、高品位
テレビの衛星１チャンネル伝送方式（MUSE）（電子通信
学会技術研究報告 IE84−72、1984年））を提案し、実
験を進めている。

一方現行放送は、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
を有している。（例えば、文献 放送技術双書 カラー
テレビジョン 日本放送協会編、日本放送出版協会、19
61年、参照）そして、上記番組として映画をサービスす
る場合には、その画面サイズを現行のテレビ受信機のア
スペクト比4:3になるよう両端を切るか、もしくは画面
の上下に無効画面を設けて有効画面のアスペクト比を映
画の値になるように送出している。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、現行放送で映画番組や臨場感ある画面
を送出・サービスする場合、画面が一部カットされると
か、画面面積が小さくなるなどのため、製作者の意図が
十分に伝わらない、という問題があった。また、単に、
アスペクト比が4:3より大きい信号を単純に伝送したの
では、通常の受信機では、受信できなくなる。走査線
数、フレーム周波数が現行放送と等しい場合、同じ水平
解像度を得るためには、アスペクト比m:3（ｍは４以上
の実数）では現行のm/4倍の映像帯域を必要とする。し
かし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。

そこでアスペクト比が4:3以上の映像、すなわちワイ
ドアスペクト比の映像を、現行テレビジョン放送の帯域
内で伝送する装置が発明されている。以下それについて
説明する。一般に走査線数、フレーム周波数が等しい場
合に同一の水平解像度を得るためには、アスペクト比5:
3のシステムではアスペクト比4:3のものにくらべて、伝
送に必要な帯域は1.25倍になる。そこで増加した帯域分
を、「時間−垂直」２次元周波数上の第１、第３象限
に、あるいは色信号の高域に積み上げる等の手法によ
り、水平解像度を保ちながら、現行テレビジョン方式の
帯域内でワイドアスペクト比の映像を伝送しようという
ものである。（特開昭60−213185号公報参照） しかし、このような従来の技術でこのままアスペクト
比5:3の映像を伝送したのであれば、現行のテレビジョ
ン受信機で受信した場合、縦長の映像になってしまい現
行のテレビジョン受信機との両立性を保つことができな
いという欠点がある。また動画の場合、増加した帯域分
は「時間−垂直」２次元周波数上の第１、第３象限には
クロストークの関係で多重できないので、水平解像度は
低下することになる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、現行のテ
レビジョン方式と両立性があり、更により横長のアスペ
クト比を有するテレビジョン信号を再生するテレビジョ
ン信号復号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
号復号装置は、周波数軸多重された信号を分離する周波
数軸多重信号分離手段と、時間軸多重された信号を分離
する時間軸多重信号分離手段及び、前記複合映像信号か
ら得られる輝度信号、色信号を時間軸圧縮する時間軸圧
縮手段とを具備している。

作用 本発明は、上記した構成によって、時間軸圧縮により
現行のテレビジョン放送が支障なく受信でき、また同期
検波、時間軸圧縮、時間軸伸長等を施すことにより、横
長のワイドアスペクト比を有する画面を得ることができ
る。

実施例 以下本発明の一実施例のテレビジョン信号復号装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。第２図（ａ）
は、現行テレビジョンの表示画面の一例を、第２図
（ｂ）は前記画面中央付近の一走査線期間の複合映像信
号を示したものである。アスペクト比が4:3であるた
め、第２図（ａ）の表示例のように３つの円のうち左右
の円の一部が欠けてしまうことがある。第３図（ａ）は
アスペクト比を現行のものより大きくしたもの、例えば
5:3にした場合の表示画面の一例を、第３図（ｂ）は前
記画面中央付近の一走査線期間の映像信号を、第３図
（ｃ）は時間軸のスケールが第２図（ｂ）と等しくなる
ように第３図（ｂ）で示した映像信号を書きかえ同期信
号とカラーバースト信号を付加した複合映像信号を示し
たものである。なおアスペクト比は5:3に限るものでは
ない。第３図（ａ）のようにアスペクト比を大きくすれ
ば、第２図（ａ）のような画面よりも、より多くの映像
情報を得ることができる。ここで、現行のテレビジョン
受信機で、前記アスペクト比5:3の映像信号を受信した
際にも、従来と比べて支障なく受像できる、すなわち両
立性を保つために、現行のテレビジョン受信機の画面に
表示される期間のテレビジョン信号に対して、時間軸伸
長を施す。これは、第２図（ｂ）と第３図（ｃ）を比較
してもわかるように、第３図（ｃ）の信号を現行のテレ
ビジョン受信機で受信すると、原画像は円であるにもか
かわらず、縦長の楕円になってしまうので、第３図
（ｃ）の信号を時間軸伸長してやる必要がある。即ち従
来より横長のアスペクト比m:3（ｍは４以上の実数）で
原画像を撮像した場合には、現行テレビジョン受信機の
画面に表示される部分に相当する撮像信号をm/4倍時間
軸伸長すればよい。更に、アスペクト比m:3の画面情報
を得るために残りの信号部分（以下サイド信号と記す）
は、周波数の低い成分を時間軸多重、周波数の高い成分
を周波数多重により送ることにする。なおCCDカメラ等
で水平帰線期間が撮像管ほど必要としないものでは、現
行テレビジョン受信機の画面に表示される部分に相当す
る撮像信号を、必ずしも時間軸伸長してやる必要はな
い。すなわち水平帰線期間が短くなる分だけ、時間軸方
向に対して余裕ができるからである。

第４図は、本発明の一実施例に係る送信側でのサイド
信号の周波数軸多重方法を示すスペクトル図である。第
４図（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４図（ｂ）はサイド信号で、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を除去するように残留側波帯振幅変調し
たものである。なお搬送波P₂を除去するのは帰線期間の
一部あるいは全期間とし、映像信号期間では搬送波P₂を
除去しないようにすれば、サイド信号の直流成分も多重
伝送することができる。第４図（ｂ）の信号を第４図
（ａ）のテレビジョン信号に多重したものが第４図
（ｃ）である。

次に本発明の一実施例におけるテレビジョン信号復号
装置の処理方法について説明する。チューナの出力であ
る映像中間周波帯の信号を第５図（ａ）のように直交ひ
ずみを除去するフィルタで帯域制限する。これをベクト
ル表示すると第５図（ｂ）のようになる。映像ベースバ
ンド信号はフィルタ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、ベルトル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。また多重信号は搬送波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。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図は、本発明の一実施例に係るテレビジョン信号
復号装置のブロック図である。第１図において１はアン
テナ、２はチューナ、３は映像中間周波フィルタ、４は
映像検波器、５は搬送波再生回路、６はフィルタ、７は
移相器、８は多重信号検波器、10,17はYC分離回路、12,
13,14,16は送り側での時間軸伸長に対応した時間軸圧縮
回路、11,18はI,Q復調回路、15は信号切替回路、９は信
号分離回路、19はマトリクス回路、20はR,G,B信号出力
端子、21は基準信号抜取回路、22,24は輝度・色度調整
回路、23は送り側での時間軸圧縮に対応した時間軸伸長
回路、25は時間軸調整回路である。送信側から送出され
た信号はアンテナ１で受信され、チューナ２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３で帯域
制限される。なおアンテナを図示したが、伝送路は無線
系に限らず有線系でもよい。帯域制限された信号は、映
像検波器４、搬送波再生回路５に供給される。搬送波再
生回路５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４において同
期検波される。映像検波器４の出力を映像ベースバンド
信号とする。またチューナ２の出力はフィルタ６で第５
図（ａ）のように帯域制限する。搬送波再生回路５から
得られる搬送波I₁を移相器７により90゜位相シフトさせ
た搬送波I₂で、帯域制限された信号を多重信号検波器８
において同期検波する。なお搬送波I₂の位相シフト方向
は送り側と一致させる。検波出力が多重信号となる。映
像ベースバンド信号は、YC分離回路10により、Ｙ信号と
Ｃ信号に分離される。信号分離回路９は、映像ベースバ
ンド信号から同期信号、カラーバースト信号、該ワイド
テレビジョン信号と現行放送のテレビジョン信号とを識
別するための識別信号および基準信号を分離する。基準
信号は、受信側で例えば白信号レベル、黒信号レベル、
色信号の振幅、位相等を補正できるような基準参照信号
であり、サイド信号とそれらを一致させるためのもので
ある。一例を第６図に示す。補正は輝度・色度調整回路
24でおこなう。輝度・色度調整回路24の出力であるＹ信
号は時間軸圧縮回路12により、時間軸圧縮されY₁信号と
なる。また輝度・色度調整回路24の出力であるＣ信号
は、I,Q復調回路11により、Ｉ信号とＱ信号に分離され
る。Ｉ信号は時間軸圧縮回路13により、時間軸圧縮され
I₁信号となる。Ｑ信号は時間軸圧縮回路14により、時間
軸圧縮されQ₁信号となる。多重信号は時間軸圧縮回路16
により時間軸圧縮されその出力はYC分離回路17に入力さ
れる。YC分離回路17により、Ｙ信号とＣ信号に分離され
た信号は、輝度・色度調整回路22に入力される。一方多
重信号検波器８の出力である多重信号のうち、あらかじ
め送信側で重畳されている基準信号を基準信号抜取回路
21で抽出する。基準信号は、前述したように受信側で例
えば白信号レベル、黒信号レベル、色信号の振幅、位相
等を補正できるような基準参照信号であり、映像ベース
バンド信号とサイド信号のそれらを一致させるためのも
のである。サイド信号の補正は輝度・色度調整回路22で
おこなう。輝度・色度調整回路22の出力であるY₃信号は
時間軸調整回路25に入力される。また輝度・色度調整回
路22の出力であるＣ信号は、I,Q復調回路18により、I₃
信号とQ₃信号に分離され時間軸調整回路25に入力され
る。時間軸調整回路25では、送信側での時間軸調整と逆
の処理を行い、送信・受信を総合して正規の時間関係が
保たれるようにする。映像検波器４の出力である映像ベ
ースバンド信号のうち、第７図に示すように送信側で時
間軸圧縮された信号を、時間軸伸長回路23で時間軸伸長
する。なお時間軸伸長は、時間軸圧縮と同様にたとえば
メモリへの書込みと読出しクロックを変えることによっ
て行うことができる。時間軸伸長回路23の出力は、時間
軸調整回路25でY₃信号と加算される。時間軸調整回路25
の出力はY₂信号・I₂信号・Q₂信号として信号切替回路15
に入力される。前記Y₁,I₁,Q₁,Y₂,I₂,Q₂信号は、信号切
替回路15において、まずアスペクト比4:3の現行テレビ
ジョン受信機の画面に相当する部分に対しては、Y₁,I₁,
Q₁信号を選択する。これらは、時間軸圧縮されているの
で、１水平走査期間の残りの期間については、現行の放
送に対しては、ブランキング信号等を信号切替回路15の
内部で発生させ選択するようにする。また前記ワイドテ
レビジョン信号を受信する際には、Y₂,I₂,Q₂信号を選択
するようにする。信号切替の制御は、信号分離回路９か
らの、該ワイドテレビジョン信号と現行放送のテレビジ
ョン信号とを識別するための識別信号により行う。信号
切替回路15の出力は、マトリクス回路19によりR,G,B信
号となる。なお時間軸圧縮回路12,13,14,16は現行のテ
レビジョン放送が支障なく受信できるように、また横長
のアスペクト比を有するテレビジョン信号の時間軸伸長
された部分を圧縮することにより、前記テレビジョン信
号を復元するためのものである。すなわち、第２図
（ｂ）と第３図（ｃ）を比較してもわかるように、現行
放送の画像の縦横比がわからないように受信するために
は、現行のテレビジョン信号を時間軸圧縮してやる必要
がある。その圧縮比はアスペクト比により定まる。しか
し、表示器が液晶ディスプレイ等で帰線期間がCRTほど
必要としないものに対しては、必ずしも時間軸圧縮して
やる必要はない。なお、現行のテレビジョン信号を受信
する際には、アスペクト比4:3の画面を中央付近に映
し、横長のアスペクト比をもつ受信機画面の残りの領域
についてはブランキング等により画面を暗くする等の処
理を施せばよい。なお識別信号は、例えば垂直帰線期間
に重畳されているものとし、基準信号で代用してもよ
い。

第８図は、本発明の一実施例に係わる信号切替回路15
のブロック図である。51,52は選択器、53はブランキン
グ信号発生回路、54は識別信号入力端子である。識別信
号によりワイドアスペクト比の映像でないと判定すれ
ば、選択器51,52でアスペクト比4:3の画面に相当する期
間ではY₁,I₁,Q₁信号を選択し、上記期間以外ではブラン
キング信号発生回路53からのブランキング信号を選択す
るようにする。また識別信号によりワイドアスペクト比
の映像であると判定すれば、選択器51,52でY₂,I₂,Q₂信
号を選択するようにすればよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、テレビジ
ョン信号を同期検波する手段と時間軸圧縮、時間軸伸長
する手段を具備し、現行よりアスペクト比の大きい場面
情報を伝送し、かつ現行のテレビジョンでも支障なく受
信することができるという両立性を備えたテレビジョン
信号を再生することにより、現行より横長のアスペクト
比を有する画面を得ることができる。さらに、現行のテ
レビジョン信号も支障なく受信することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるテレビジョン信号
復号装置のブロック図、第２図（ａ）は、現行テレビジ
ョンの表示画面の一例を示した説明図、第２図（ｂ）は
前記画面中央付近の一走査線期間の複合映像信号を示し
た説明図、第３図（ａ）はアスペクト比を例えば、5:3
にした場合の表示画面の一例の説明図、第３図（ｂ）は
前記画面中央付近の一走査線期間の映像信号を示した説
明図、第３図（ｃ）は時間軸のスケールが第２図（ｂ）
と等しくなるように第３図（ｂ）で示した映像信号を書
きかえ同期信号とカラーバースト信号を付加した複合映
像信号を示した説明図、第４図（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、第４図（ｂ）は第４図（ａ）で示
した信号とは別の信号（サイド信号）で変調し帯域制限
したスペクトル図、第４図（ｃ）は第４図（ｂ）で示し
た信号を第４図（ａ）の信号に多重したスペクトル図、
第５図（ａ）、第５図（ｂ）は多重信号（サイド信号）
復調時のスペクトル図およびベクトル図、第６図は基準
信号を示した波形図、第７図は時間軸圧縮、時間軸伸長
及び時間軸多重位置を示した説明図、第８図は第１図に
おける信号切替回路15の一例の回路構成図である。 ７……移相器、３……映像中間周波フィルタ、６……フ
ィルタ、12,13,14,16……時間軸圧縮回路、23……時間
軸伸長回路、22,24……輝度・色度調整回路、21……基
準信号抜取回路、25……時間軸調整回路、15……信号切
替回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 秀士 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 上畠 秀世 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】4:3より大きいアスペクト比を有する原画
   像を撮像して得られる電気信号のアスペクト比4:3に相
   当する部分を、時間軸伸長し複合映像信号とし、前記電
   気信号の残りの部分から得られる信号の周波数の高い成
   分は時間軸伸長し周波数軸多重し、周波数の低い成分は
   時間軸圧縮し時間軸多重したテレビジョン信号から周波
   数軸多重された信号を分離する周波数軸多重信号分離手
   段と、時間軸多重された信号を分離する時間軸多重信号
   分離手段及び、前記複合映像信号から得られる輝度信
   号、色信号を時間軸圧縮する時間軸圧縮手段とを具備す
   るテレビジョン信号復号装置。
2. 【請求項２】周波数軸多重信号分離手段は、直交ひずみ
   を除去するフィルタと、映像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手段と、同期検
   波した信号を時間軸圧縮する手段とを具備することを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のテレビジョン
   信号復号装置。
3. 【請求項３】時間軸多重信号分離手段は、時間軸伸長す
   る手段及び、時間軸調整する手段を具備することを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載のテレビジョン信
   号復号装置。