JPS60229599A - ビデオ信号の符号化復号化システム - Google Patents

ビデオ信号の符号化復号化システム

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JPS60229599A
JPS60229599A JP60071281A JP7128185A JPS60229599A JP S60229599 A JPS60229599 A JP S60229599A JP 60071281 A JP60071281 A JP 60071281A JP 7128185 A JP7128185 A JP 7128185A JP S60229599 A JPS60229599 A JP S60229599A
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signal
chrominance
frames
frame
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JP60071281A
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ウイリアム イー グレン
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New York Institute of Technology
Original Assignee
New York Institute of Technology
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/11Scanning of colour motion picture films, e.g. for telecine

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  • Television Systems (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は映像信号、更に特別に言えば既存受像機で両立
式の高品位TVシステム並びに他の用途に使用するだめ
の、映像信号をエンコード並びにデコードする装置及び
方法に関するものである。
(従来の技術) 視聴者にとってTVを高品位画像にするのが望捷しいこ
とはよく認識されている。映画・TV学会(SMPTE
)は研究グループを招集して、家庭用のシステムを含め
て高品位TVシステムの種々の側面を研究した。SMP
TEの研究グループの出した結論は、従来放映されてい
るよりも高品位のTVを提供するどんな新しいサービス
も、他の種々の事柄の中で、(すなわち−走査線画りも
っと沢山の画素、1フレーム当りより多くの走査線、従
って送信に必要なより広い帯域幅)既存の家庭用TV受
像機に、本質的に受像機が可能なあらゆる画像の属性と
品質を提供することが望ましいということである。(S
MPTE学会誌89巻、3号、153〜161頁。
1980年3月号参照)。−例として、研究グループは
NTSC方式の両立式カラーサービスが初めて導入され
たときの例を引用した。そのとき公衆の手にあった白黒
受像機が、事実上受像機の電子的性能において宏再生の
品質においても妥協することなく、カラー放送からその
白黒版を再生したのである。SMPTEの研究グループ
はまた、新しい(高品位)サービス用に設計された受像
機は、既存の送信法を使い、既存の受像機によって提供
されるよりも劣らない結果をそれから引出すことができ
るものでなければならないと注意した。
SMPTE研究グルーゾの報告書は、受入れること(1
3) のできる、既存の受像機で受像可能な両立式システムが
得られる手段を見分けることの困難さを示している。特
許申請者の知るところでは、そのようなシステムは未だ
開発されていない。性能と両立性に関する実用上の要求
事項を満足すると信じられる高品位TVシステムを示し
、最終的にTV産業で採用される規格に適合するに充分
な柔軟性を有する動作がラメータを持つことが、本発明
の目的である。
本発明の他の目的は、映像情報を状況に応じて帯域幅チ
ャネルの減少、あるいは記憶容量の減少を必要とする形
で、送信あるいは記憶するに役立つ、エンコード又はデ
コードする技術を提供することである。
本発明の更に別の目的は、送信されたカラーTV信号を
新しい方法でエンコードするため、人間の視覚の特性を
利用する技術を提供することである。それは例えばフレ
ームメモリ付きのデコーダを有する受像機(しかし必ず
しも完全な高解像能力を持っていない)が、完全に分離
した色彩と(14) 輝度の詳細を復元できる類のものである。
(発明の要約) 本発明は、既存の両立式高品位TVシステム又は他の用
途で使用するため、映像信号をエンコード及び/又はデ
コードする装置及び方法を指向している。本発明は中で
も人間の視覚のある特性を利用している。特に、視覚に
は2種類の異なるノイロン(神経単位)が使われている
ことが見つかっている。一つのノイロンは、低解像度の
像を検知するもので、一時的な過渡現象に比較的敏感で
、情報の形成と減衰に対しである時定数を有し、その値
は約40〜80ミリ秒であると考えられている。第二の
種類のノイロンは、明らかに眼窩から比較的高解像度の
情報を伝送するのに使用されている。この種のノイロン
は約200〜350ミリ秒の時定数を持っていると考え
られる。また、第一の種類のノイロンを一時的に刺戟す
ると、150〜300 ミ!J秒の間、第二の種類のノ
イロンからの情報の受信を妨げる。このような人間の視
覚作用の特性によって、送信帯域幅が視る人の認識する
像を劣化させることなく、事実上減らせ得るような、像
の送信システムの開発が可能となる。既に説明したよう
に、速く変化している情報は低解像度で知覚される故、
この情報を比較的低い(例えば従来のTV)解像度像を
、例えば毎秒当り30フレームで送信するに必要な帯域
幅で送ることが必要なだけとなる。比較的高い解像度の
情報は約1秒の115から173程度で知覚し得るのみ
であるから、比較的高い解像度の情報を送るに要する帯
域幅は、効果的に減らすことができる。それは適当に低
い実効フレーム更新速度がその送信に必要な全てである
からである。まだ、比較的高い解像度の像は過渡現象の
後では抑制されるから、眼は高解像度の像を表わすのに
時間がかかるという事実(例えば1秒の115から1/
3程度)を検知できるとは考えられていない。
映像送信システムはその送信端並びに受信端においてフ
レームの記憶部を備えることができ、映像情報のある部
分が送信され、受像機ではより少い頻度で記憶され、そ
れから受像機における映像信号の生成の間に再現できる
ことは一般に知られている。本発明は、人間の視覚認識
特性を最大限に利用して、このようなシステムを改善す
る他、望むならば高品位並に低品位の別の形のビデオを
提供する利点、及び更に低品位映像を既存のTV規格に
適合させる利点をも持っている。
本発明の一形式によれば、画素値(必らずという訳では
ないが望ましくはディジタル画素値)の配列として、入
力フレームを記憶する手段、並びに記憶された配列に問
いかけ、和信号と少くとも一つの差信号を生成する手段
を含むエンコーダを提供する。和信号は画素のあるグル
ープ内の画素値の和を表わし、差信号はそのグループ内
の画素の幾つかの画素値の合計と、同グループ内のその
他の画素の画素値の合計との差を表わす。和信号及び差
信号は、映像フレームにまたがる多数のブルーフ0に関
して作られる。和信号は比較的高い情報更新速度(例え
ば従来TVの各フレームにつき1度)で生成され、差信
号は比較的低い情報更新速度(例えば三つ以上のTVフ
レーム当り1度)(17) で生成される。本発明のこの形成の図示した実施態様に
おいては、和信号は一連のフレームの各フレームについ
て生成され、個々の差信号はそのシリーズ毎のフレーム
について生成される。
エンコードした和信号及びエンコードした差信号は、ア
ナログ信号に変換することが可能で、また送信の別々の
搬送波に変調、若しくは他の方法で送信することができ
る。受像機では、和信号及び差信号は搬送波から再生し
、そのデコードに先だってディノタル化することができ
る。本発明のこの形式の特徴によれば、デコーダには和
信号及び各差信号を記憶する手段、並びに和信号と差信
号を組合せて出力映像フレームの各画素に対して出力画
素値を得る手段がある。デコーダの各出力映像フレーム
における画素の数は、事実」二元の高品位ディジタル化
映像フレームの配列における画素の数と同じであり、出
力映像フレームの画素の画素値は、入力映像フレーム配
列の対応する画素の画素値に対応する。提案する実施態
様においては、和信号及び差信号を記憶するデコーダの
手段(18) は、比較的低速のクロック速度で入力時間を記録し、比
較的速いクロック速度で組合せ手段に対して出力時間を
記録する、ディジタルメモリより成る。組合せ手段から
出力される画素は表示のため出力アナログ映像信号に変
換することができる。
本発明のこの形式の開示された実施態様においては、記
憶された配列の画素の各グループは、一つのグループと
して、従来形TV解像度画素の個個の画素とほぼ同じ面
積をカバーする。従って、従来のTVの各フレームの間
に作られる和信号は、従来形TV受像機による使用に当
てはめることができ、既存のTVと同じ解像度で見られ
るものと思われる。差信号を再生し、デコードを行う手
段を備えている受像機に関しては、改善された画像解像
度(ここにおける典型的な実施態様の一つについての各
寸法で2倍というように)が達成できる。しかし、単独
でとったとき低い解像度の和信号に比べて、異ったレベ
ルの視覚明瞭度の改善を成すには、異る画像グループの
構成を採用することができることは理解されるものと思
う。また、本発明は、既存のシステムにおけると同じ知
覚解像度で送信され、記憶される映像信号を有するが、
高品位情報を送ることが必要な、全体としての情報速度
が低いことにより、少ない帯域幅しか要しないというシ
ステムに用途がある、ということも理解されるものと考
える。
本発明の映画又はフィルムへの用途においては、エンコ
ードした高低解像度のフレームの混合し1、同じ実効解
像度を有する情報の記録に以前要したよりも、比較的小
さいフィルムの部分に、映像情報を記録するのに利用す
ることができる。そのような用途ではまた、本発明が提
供するように、比較的低い解像度と比較的高い解像度の
両方の形式で情報を得させることが再び望捷しくなるで
あろう。
ここで、扱う本発明の形式では、ディノタル形式でフレ
ームを記憶する前に、低及び高空間周波数表現の画像を
得るだめ電子的処理が行われる。
特に、映像信号をエンコード並びにデコーPする装置と
方法が提供されるが、そのエンコーダは、映像信号で表
わされる画像の低空間周波数成分の表示を導びくだめ、
映像信号に応答する手段を含んでいる。もう一つ導出さ
れるものは、映像信号で表わされる画像の高空間周波数
成分を含む表示である。高速画面更新速度で低空間周波
数成分の表示から成る出力フレームを生じる手段が準備
されているが、例えば標準のNTSC方式のフレーム速
度、毎秒当り30フレームのようなものである。
また、低速フレーム更新速度、望ましくは毎秒当り3〜
15フレームの範囲で高空間周波数成分の表示から成る
出力フレームを生じる手段も準備されている。毎秒約5
フレームという速度が、事実上高解像度の完全性を維持
しながら、帯域幅の節約を最大にするには適当であると
考える。デコーダにおいては、低空間周波数成分の表示
と高空間周波数成分の表示とを組合せて、デコードされ
た映像信号を得る手段が用意されている。
本発明の一つの形式では、高空間周波数成分の表示の出
力フレームに関して、低空間周波数成分表示の出力フレ
ームを遅らせる手段が用意されて(21) いる。速く変化している低品位画像部分が、運動によっ
て生ずる過渡現象の時の前後側れにおいても、高解像度
部分への影響をマスキングしてし甘う傾向があるという
事は、人間視覚の精神物理学的測定からめられている。
高空間周波数成分表示の出力フレームに関して、低空間
周波数成分表示の出力フレームを遅らせることによって
、(高空間周波数成分表示を加速するのと同様の効果が
あると考えられる)長期間詳細情報の低速提示を覆い隠
すのにマスキング効果を使うことができる。
本発明のある実施態様においては、映像信号で表わされ
る画像の低空間周波数成分の表示の導出は、映像信号を
低域フィルタに通し、一つのフレームの他の走査線毎の
周りに、連続する三つの走査線の対応する画素の重みを
つけた和を形成することによって実施される。壕だ、こ
の実施態様では、映像信号で表わされる画像の高空間周
波数成分を含む表示を導く手段は、」二記他の毎走査線
あたりの高周波信号成分と、上記他の走査線毎の間の走
査線の低周波並びに高周波信号成分とを交互(22) に選ぶことによって実施される。このようにして、走査
線の重みをつけない和を用いることから結果として出て
くるアーチファクトを減らしながら、垂直方向における
平均が達成される。また、上記他の走査線毎の高周波成
分を代表する信号の帯域幅の節約は、高解像度チャネル
にこれらの信号成分を含まないことによって達成される
またある実施態様の特徴によれば、色彩と輝度情報が従
来のカラーTV処理では十分に分離されないような、2
.5 Ml(zを超える標準解像度の映像スペクトルの
部分をエンコードし、処理する改善が示されている。概
略を言えば、従来形のNTSC方式送信は2.5 MH
z以上のR−Y、 B−Y、及びY信号(赤−黄、青−
黄、及び黄)を共に加えることで変更されるが、この情
報は普通性われるように、位相を反転したカラー搬送波
をもつ二つの相継ぐフレームに対して繰返される。受像
機では、これら同じ二つのフレームを加えるか、又は両
者の差をとるのにフレーム記憶が使用される。和はカラ
ー信号がなくても2.5 WfHy、以上のY信号を与
える。
(カラー信号はこれら2フレームで同一とされだが、搬
送波は位相が逆になっている。)2フレームの差は混色
なしに色を与える。輝度は2フレームに対して同一であ
るから、差はこの周波数範囲ではゼロである。このよう
な調整によって、25MH3を超える色彩と輝度に対す
るフレーム速度は、従来のフレーム速度の半分、すなわ
ち毎秒】5フレームとなる。しかし、申請者の精神物理
学的研究によれば、これで充分なのである。
本実施態様のシステムは標準の受像機と両立性があり、
後で説明する、カラーと細部の輝度情報をもった連続す
る同一のフレームをデコードする、フレーム記憶と回路
を含む、「増強化」(すなわち標準を超えてはいるが、
完全に高解像度ではない)受像機にも適合することが理
解されるだろう。
どちらの場合も、色彩情報並びに細部輝度情報に対する
低速フレーム速度は、人間の視覚の既に説明した特性に
より、知覚される画質に何ら顕著な劣化を生じないので
ある。但し「増強化」受像機では、色彩と細部輝度の分
離の改善ははっきりした利点となろう。この利点は、更
に高解像度の輝度と色彩成分の信号を含む、最高能力の
高解像度受像機にも存在する。
(実施例) 図1を参照すれば、本発明の第一の実施態様にもとづく
高品位TVシステムのブロック図が示されている。高解
像度TVカメラ10は、説明をし易くするため白黒カメ
ラと仮定しているが、エンコード回路20に結合される
TV映像信号を発生する。エンコード回路は、説明して
ゆく原理によって、映像フレームを画素の配列にディノ
タル化し、「強度」信号■即ち和信号Iと、x、y、z
の差信号で表わされる三つの差信号とを生ずるように動
作する。■信号は、従来のTVの輝度帯域幅に事実上等
価な周波数帯域幅にある情報を含んでいる。エンコード
回路は壕だ「差信号」と呼ばれる複数の補助信号も生じ
る。この差信号は和信号と関連してとると、元の映像の
ディノタル化フレームに含まれている事実上高解像度の
情報を得るのに後刻使用することができる。和信号及び
複(25) 数の差信号は、アナログ形式に変換され、送信回路30
に結合される。送信回路30は和信号及び差信号で搬送
波を変調し、変調した記号を送信する手段を有すること
ができる。
受像機側では、受信回路40が和信号及び差信号を再生
し、これらの信号は順次デコード回路50に結合される
。デコード回路50は、和信号、差信号をディノタル化
し、これらを組合せて、エンコーグでディノタル化され
た元の高解像度フレームの対応する画素の画素値に等価
の、出力映像フレームの各画素に対する画素値を得る。
高解像度ディノタル映像信号はアナログ形式に変換され
、表示装置60に表示される。本発明の特徴は、和信号
Iが従来形の放送TVと両立しており、高解像度映像を
得るに必要なデコーダ回路を備えていない家庭用受像機
でも採用することができる点である。
図2は、和(又は強さ)信号と差信号が画素の配列に対
して発生できる方法を理解するのに役立つ。図2におい
て、画素は小さいド、l−で表わさく26) れ、本例においては一つの走査線上に1152個の画素
があり、1フレームに964本の可視走査線がある。図
2の画素は「高解像度」画素と考えることができ、従来
放送のTVと比べて約2倍の、1フレーム当り水平並び
に垂直画素がある。本実施態様の画素は、図示するよう
に各4個の画素のグループに分れている。従って、その
グループは水平方向では、グループ1からグルーf57
6iで番号をつけることができ、グループ0の走査線で
はグループ走査線1からグループ走査線482まで番号
を付すことができる。従って、画素グループの数はほぼ
従来放送のTVにおける解像度画素の数に対応している
ことになる。本実施態様においては、和信号すなわち強
度信号Iは、各グループの4個の画素から成り、この和
信号は(正しく目盛付けすれば)、画素グループによっ
て定義される画素部分における平均の強度(あるいは輝
度)レベルを表わしている。グループnの画素が、走査
線A及びBと記された隣接する走査線対に入っていてA
 、A XB 、及びBlnと記されるとon +n 
on すると、図2に示すように、強度又は和信号Iは次のよ
うに表わされる。
In+Aon十A、n十Bon十B1n(1)本実施態
様の差信号をX。、Yn及びZ。と表わし、列の和、行
の和、対角線の和をそれぞれ差引すると、差信号は次の
ようになる。
Xo=(Aoo十B。n)−(A1n+81n)−AO
n−Ain 十BOn Jn (2)Yn−(Aon十
A1n)−(Bon十B1o)−A。o十A1n−Bo
o−B、。(3)Zn−(AOn+B1n) (AIn
十BOn)−A。n−Aln−Boo+B1o(4)も
ちろん、符号は全ての差信号に関して反転することも可
能である。独立した式(1)から(4)才でがA on
 + B on + A 1n +及びBlnについて
解くと、次の解が得られる。
(5)式から(8)式までの関係は、エンコーダで元々
記憶された画素値を再生するため、受像機側でデコード
回路に使用される。
本発明の本説明による実施態様においては、「低解像度
」強度信号I(以後事実上従来放送のTVの解像度と理
解してほしいが)は、従来形TVの映像フレーム速度で
作られ、差信号の完全補数は従来形TVの映像フレーム
速度の1/3で生成される。しかし、以後種々説明され
るように、色々の速度が採用できることは理解できるで
あろう。本実施N態様においては、差信号X、Y、及(
29) びZは順番に形成され、単一の差信号の1フレームは従
来形TVの映像フレームの周期の間に形成される。
図3に関しては、第一の実施態様のエンコード回路20
の簡単化ブロック図が示されている。カメラ10(図1
)から来た映像信号は、TV倍信号ディノタル形式に変
換するように在来方法で動作するアナログ/ディフタル
(A、/I) ’)変換器2】0に結合される。本実施
態様では、一つのフレームの各映像画素は、特別の画素
位置での映像信号の瞬時輝度レベルで決まる8ビツトの
二進化信号で表わされる。Aρ変換器210は、エンコ
ーグ人カクロック速度で各画素をディジタル化し、8ビ
ツト画素値をエンコーダ記憶サブシステム300に結合
するように動作する。詳細は図4と図5を参照すること
ができる。特に、A/D変換器210の出力は、24段
の直列入力並列出力のバッファレジスタ3100入力に
結合され、このレジスタもエンコーダ人カクロック速度
でクロックされている。バッファレジスタ310は、A
、4)変換器か(30) ら24個の8ビット画素値を受信するよう働き、一杯に
々るとバッフ子レジスタの内容はランダムアクセスメモ
リ(RAM ) 320の入力ホードにストローブされ
る。本実施態様では、メモリ320は高解像度映像の1
フレ一ム分の8ビット画素を記憶する。メモリ320は
、Aポート、Bポートとそれぞれ記された一組の出力ポ
ートを持っている。Aポートは奇数番号の走査線の画素
値を出力するのに使用し、Bポートは隣りの偶数番号の
走査線の画素値を出力するのに使用される。このように
して、図2のグループの画素は具合よくアクセスされて
、所望の和信号、差信号を生じる。高速処理を行えるよ
うに、且つ更に以後説明するように、和信号及び差信号
は、AytE’−)及びBポートからの画素値を同時に
処理する、和信号、差信号発生ディジタル回路600を
使って形成される。
[A/ポート、B′ポートと記された独立した一組の2
−トは前記したように、差信号の形成に用いることがで
きる。〕回路600の出力は、D/A変換器301に接
続され、D/A変換器が和信号及び差信号を、送信回路
30(図1)に接続されるアナログ信号に変換する。
図4は、エンコーダ記憶サブシステム3000Å力制御
とアドレス法を説明している。前述したよウニ、画素は
エンコーダの入力クロック速度で、・ぐッファレノスタ
310にクロックされる。モジュロ24画素カウンタ3
30は、入カバッファレソスタ310が最新の24個の
8ピット画素値でロードされたとき、クロック・ぐルス
をカウントし、一つの出力を発生するように設けられて
いる。カウンタ330の出力は、24個の画素値を入力
ポートを介してメモリ320にストローブするように当
てられている。カウンタ330の出力は捷だ、モ・ジュ
ロ48カウンタ340に接続され、このカウンタ340
が走査線当り読みこ捷れだ24画素のシーケンスの数の
トラックを保持する。従ってシーケンスカウンタ340
の計数は、最新の24画素のシーケンスがメモリに記憶
される予定のアドレスの一部を指定する、[シーケンス
アドレス]即ち0から47までの数である。シーケンス
カウンタ340の出力はまた、従って、各走査線の終り
で階段状に変化し、それによって読みこまれている画素
の走査線を指定するアドレスの部分を生成する、モジュ
ロ964の走査線カウンタにつながれている。このよう
にして、複合アドレスが24個の高解像度画素の各シー
ケンスについて作られ、その結果全フレームの高解像度
画素がメモリ320の容易に検索可能の場所に記憶され
得ることが理解されるものと思う。
図5はエンコーダ記憶サブシステムの出力制御とアドレ
ス法を説明している。上に注意したように、メモリはy
t?−トA、y]?−)Bと記した出力ポートを持って
いる。ポートAの出力が働いて特定の走査線の画素値を
読出しているとき、ポートBは次の走査線の対応する画
素の画素値を読出すのに使用される。これによって和信
号、差信号の生成が容易になる。並列に各ポートから取
出される出力は、一つの走査線の12個の連続した画素
の値である、すなわち、エンコーダメモリのアドレス法
と制御に関して述べたとおり、240画素シ(33) 一ケンスの捧である。ポートA出力のバッファレジスタ
360及びポートBの出力のバッファレジスタ365は
、エンコーダ出力クロックの制御下で動作する、各12
段の並列入力直列出力レノスタである。
モソユロ12のカウンタ370はエンコーダ出力クロッ
ク/ぐルスを勘定し、それによって、それぞれポートA
と、f? −トBに対する並列入力直列出力の出力バッ
ファレジスタ360及び365に、二つの連続した走査
線の各々の12画素のシーケンスをストローブするのに
使われる出力を作り出す。カウンタ370の出力は、元
記憶した24個の画素シーケンスの半分がアドレスされ
ている、トラックを保持するモジュロ2のサブシーケン
スカウンタ375に接続されている。従って、カウンタ
375の単一ビット出力は、エンコーダメモリ出力ポー
トへのアドレス入力の一部である。カウンタ375の出
力はモジュロ48のシーケンスカウンタ380に接続さ
れ、このカウンタの出力カウントはそのアドレスの他部
分、即ち両方のポ(34) −トでアドレスされている特定の24個の画素のシーケ
ンスを示している。カウンタ380の出力は、モジュロ
241の走査線カウンタ385につながり、カウンタ3
85の出力は4倍回路386に結合されている。乗算器
386の出力は加算器387の一つの入力に接続されて
いる。加算器387への他の入力はケゞ−ト388の出
力である。
ケ゛−)388は数2を表わす入力があり、奇数TVフ
ィールドを生成している間中使用可となっている。加算
器387の出力はボー)Aアドレスの走査線の番号部分
であって、1を加える別の加算器389にもつながって
いる。加算器389の出力はyl?−トBアドレスの走
査線の番号部分である。動作時、今述べた走査線アドレ
ス回路は、ぼ−)Aの走査線アドレスが奇数査線を示し
 、1?−トBの走査線アドレスが偶数線を示すように
動作する。二つのポートでは、偶数フィールドの間には
、走査線の組0,1それから4,5それから8゜9・・
・というふうにアドレスされ、奇数フィールドの間は、
走査線2,3次いで6,7次いで10゜11という風に
アドレスされる。このようにして、高解像度配列の走査
線の組を代る代る間合せることによって、飛越し出力が
得られる。従って、ボー)A(!:Hにおける完全なア
ドレスは、記憶された映像フレームの相継ぐ走査線対か
ら画素を連続して提供し、画素値は一時に12ビツト宛
、出カバ、ファ360と365とにストローブされるこ
とがわかる。
図6は、ポートA及びボー1− Bからの出力が、それ
ぞれパ、ファレノスタ360と365から直列にクロッ
クされるとき、これら出力から強度信号■を発生するの
に使われる、和信号及び差信′JiJ発生回路600の
一部を説明している。この回路は、演算ユニット6]0
と625、並びに記憶レジスタ615,620.及び6
30を有している。
演算ユニット610は、ボー)A、Bの出力を受ける。
演算ユニット610の出力は記憶レジスタ615と62
0につながり、これらレジスタの出力は順次演算ユニッ
ト625に接続されている。
演算ユニット625の出力は、今度は記憶レジスタ63
0に結合され、このレジスタ630の出力が前記(1)
式の関係によって所望の和信号■となる。
ここに述べた演算ユニ、トと記憶レジスタは、垂直並び
に水平同期信号とエンコーダ出力クロック信号を受信し
、関係式(1)に示される和を得るため、図7の流れ図
に説明される制御シーケンスを生成する、ROMシーケ
ンサ6050制御下にある。
特に、ポートA及びポートBからの第一の画素の組は、
ブロック721で表わされるように、演算ユニット61
0に入力される。演算ユニット610は、この最初の画
素の組の和を作るように制御されている。即ち図2のグ
ループに説明しであるように(Ao十Bo)を作るよう
に、又ブロック722で表わされるようにする。演算ユ
ニット610の出力は、レジスタ6】5(ブロック72
3)に記憶される。そのグループの第二の画素の組は次
いで演算ユニット610に入力され(ブロック724)
、再び加算機能を形成するよう制御される(ブロック7
25 )。その結果はレジスタ621(ブロック725
)に記憶される。レジスタ615と620(37) との出力は演算ユニット625(プロ、り727)に出
力され、それは前記(1)の関係式に沿った和(ブロッ
ク728)を作るように制御される。演算ユニ、 l−
625の出力はレジスタ630に記憶され(ブロック7
29)、レジスタ630から出力されて(ブロック73
0)和信号出力Iとして働き、信号工は送信回路30(
例えば図1)に接続される。
図8は、ボー)A及びボー)Hの出力がそれぞれ360
と365のパッファレノスタから直列にクロックされて
いるとおり、これら出力から差信号x、y、zを発生す
るのに使用される、和及び差信号発生回路600(図3
)の一部を説明している。本回路は、演算ユニッ)66
0と675並びに記憶レジスタ665.6701及び6
80を含む。演算ユニット660は、ボー)A及びポー
トBの画素の流れを受信する。演算ユニット660は記
憶レジスタ665及び670に接続され、これらレジス
タの出力は順次、演算ユニット675に接続されている
。演算ユニット675の出力は(38) 今度は記憶レジスタ680につながれ、このレジスタ出
力が、時間によって、前記(2) 、 (3) P (
4)の関係式に従いx、y、2はZの差信号となる。こ
こに述べた演算ユニットと記憶レジスタは’I ROM
シーケンサ655の制御下にあるが、このシーケンサ6
55は垂直及び水平同期信号並びにエンコーダ出力クロ
ック信号を受信し、図9の流れ図で説明されている制御
シーケンスを作って、所望の差信号を得ている。モ・ジ
ュロ3のカウンタ690は、交流の垂直同期信号に応答
して、X、Y、Zの差信号の何れが特定のフレームにつ
いて生成されるべきかを決めるように、コードとして働
く三つの出力カウントの一つを作り出す。この出力コー
ドは1だ、送信回路30に接続され、その結果、デコー
ダにおける差信号間の区別をするために受像機のデコー
ダ回路で送信され、使用される。
図9において、決定用菱形905は、差信号コードX、
Y、あるいはZのどれが生きているかの決定を表わす。
Xコードが生きている場合は、ブロック911に入力す
る。このブロックは?−トA及びポー)Bから第一の画
素の組を演算ユニ。
トロ60に入力することを表わす。演算ユニ、トロ60
は、ブロック912で表わされるように、この画素の組
の和を作るように制御されている。
演算ユニット660の出力は、レジスタ665(ブロッ
ク913 )に記憶される。グループの第二の画素の組
は次いで演算ユニy トロ 60 (ブロック914)
に入力され、再び加算機能を形成するように(ブロック
915)制御される。その結果がレジスタ670(ブロ
ック916)に記憶される。レジスタ665と670と
の出力は、演算ユニット675に結合され(ブロック9
]7)、それが差を作るように制御される(ブロック9
18)。
演算ユニット675の出力はレジスタ680に記憶され
(ブロック921)、レジスタ680から(ブロック9
22)、送信回路30に接続される差信号Xとして出力
される。この処理過程は次のグループの二つの画素の組
についても繰返され、その手順はフレームの各走査線の
組について続けられる。このようにして、X差信号は前
記(2)の関係式によって作られることがわかる。
次のフレームの間、Yコードが生きているときは、ブロ
ック931から始まる分路が動作するようになる。特に
、第一の画素の組は演算ユニット660(ブロック93
1)に入力され、これがこの画素の組の差、即ち(Ao
−Bo)を作るように、ブロック932で表わされてい
るとおり制御される。演算ユニット660の出力は、レ
ジスタ665に記憶される(ブロック934)。グルー
プの第二の画素の組は、次いで演算ユニッ)660(ブ
ロック934)に入力され、これが再び減算を行うよう
に制御される(ブロック935)。その結果はレジスタ
670に記憶される(ブロック936)。
レジスタ665と670との出力は、和を形成するよう
に制御される演算ユニット675に出力される(ブロッ
ク938)。ブロック921と922とは、前のように
、レジスタ680における記憶、及び式(3)で前に示
された関係と矛盾し々いY差信号の、レジスタ680か
らの出力を制御するように働く。
(41) 次のフレームの間は、Zコードが生きているとき、ブロ
ック941で始する分路が動作状態となる。第一の画素
の組が演算ユニッ)660(ブロック941)に入力さ
れ、このユニットがこの画素の組の差、即ちブロック9
42で表わされるように(Ao−Bo)を作るように制
御される。
演算ユニット660の出力はレジスタ665に記憶され
る(ブロック943)。グループの第二の画素の組が次
いで演算ユニット660に入力され(ブロック944)
、これが再び減算を行うように制御される(ブロック9
45)。その結果はレジスタ670に記憶される(ブロ
ック946)。
レジスタ665と670との出力は演算ユニット675
に出力され、これが減算を行うように制御される(プロ
、り948)。ブロック921と922とは前のように
、レジスタ680における記憶、及び前記の(4)式に
示される関係と矛盾しない、差信号Zの、レジスタ68
0からの出力を制御するように働く。
図10を参照すると、デコード回路50(図1)(42
) の簡単化したブロック図が示されている。受像機回路4
0(図1)によって再生される和信号並びに差信号は、
これらの信号をディソタル形式に変換するように動作す
る’l、 //]:変換器1010に接続されている。
ディジタル化された信号はデコーダ記憶サブシステム1
100につながれており、このサブシステムは、四つの
出力ポートにおいて、最新のディジタル情報、すなわち
和信号(I)、及び三つの差信号(x、y、z )を同
時に生じるように、本実施態様では動作する。これらの
信号は関係式(5) 、 (6) 、 (7) 、及び
(8)によって画素値発生回路1300によって組合さ
れ、エンコーダで元記憶された高解像度画素値を再生す
る。回路1300の出力はD/A変換器1015に結合
され、これが回路1300からのディノタル信号出力を
、高解像度モニタ1018上の表示に適したアナログ形
式に変換する。
図11は、デコーダ記憶サブシステム1100の入力制
御とアドレス法を説明する。その記憶部は、本実施態様
においては、RAMの四つの2醪−トメモリブロックと
して組織されており、それぞれは482本の走査線で、
一本当り576個(12×48)の8ビツト画素値を記
憶することができる。
デコーダメモリの四つの部分は、強度メモ1月121゜
差信号Xメモリ1122.差信号Yメモリ1123゜及
び差信号Zメモリ1124と呼ばれている。これらのメ
モリ部分は、その各々の入力ポートを介して’I I、
X、Y、Zと書かれた信号をそれぞれ記憶するように動
作する。これらの信号はそれから、メモリ部分のそれぞ
れの出力2−トにおいて読出され、これから説明するよ
うにして組合される。
強度チャネル信号IはA/I)変換器1010aで受信
され、これがアナログ信号を、代表的にエンコーグ出力
クロック速度と同じである、デコーダ強度チャネルクロ
ック速度の8ビツトのディノタル画素値に変換する。入
カバッファレノスタ1130は、並列にメモリ1121
にストローブされる、12個の8ビツト画素値を受信す
る、直列入力並列出力のレジスタである。モジュロ12
のカウンタ1135は、クロック・ぐルスを数えて、バ
ッファ1130からの12個の画素の情報をメモリ11
21にストローブするように動作する、ストローブ信号
を作る。モジュロ12のカウンタ1135の出力は、モ
ジュロ48のカウンタ1140で数え、そのカウントは
メモリ1121に結合したアドレスのシーケンスアドレ
ス部分から成る。モジュロ48のカウンタ1140の出
力は、モジュロ482のカウンタ1141に接続され、
カウンタ1141のカウント数がメモリ1121へのラ
インアドレス入力を構成する。従って、12個の8ビツ
ト画素の各グループは、デコーダ強度メモリ1121に
ある適当なシーケンスアドレス及びラインアドレスにス
トローブされる。
差チャネル信号はA/l)変換器1010bに接続され
、これが差チャネル信号を、デコーダ強度チャネルのク
ロック速度と等しいか、又は異る可能性のある、デコー
ダ差チャネルのクロック速度で、8ビツトの画素値に変
換する。差チャネル信号はまた、デコーダ1155にも
接続され、このデコーダ1155は前にも述べたように
、差プロセスコード(x、y又は2)を検出して、X、
Y、Zの差信号の中どれが現在のフ(45) レームの期間中中きているかを決める。デコーダ115
5の出力は、使用可能の信号を、三つのデートの中の一
つ、即ちどの差信号が生きているのか炉依存して、Xケ
ゞ−ト1156、Yケゝ−1−1157、又は2ケゝ−
)1158の何れかに結合する。デコードされた信号は
また、アドレス選択表示として、X、Y。
Zの各メモリにも接続されている。A/D変換器101
0bからの8ビツト画素値出力は、使用可能を決めるデ
ート1156,1157.又は1158を通って、直列
入力並列出力のパッファレノスタ1172゜1173、
又は1174の入力に接続されている。
デコーダメモリ1122,1.123.1 ] 24の
x、y、z部分に対する入力アドレス生成は、強度メモ
リ部1121に関するアドレス生成に似ている。(入力
クロックが同じとして選択される場合は、X、Y、及び
Zメモリ部に関する入力アドレス生成は、強度メモリ部
に関する入力アドレス生成と共通である。)クロック信
号はモジュロ12のカウンタ1181に接続され、その
カウンタ】181の出力は、バッファ11.72 。
1173、又は1174の内容をそれぞれのメモリにス
(46) トロープするのに使用される、ストローブ信号である。
しかし、メモリ部の選択アドレスラインが生きている一
つのメモリだけが、画素値のストローブされる先のアド
レスを識別することができる。モジュロ12のカウンタ
1181の出力はモジュロ48のカウンタ1182に接
続され、このカウンタ1182のカウント数が上に述べ
たように、ストローブされている12個の画素のシーケ
ンスに対する、シーケンスアドレスを構成する。モジュ
ロ48のカウンタ1182の出力はまた、モジュロ48
2のカウンタ1183にも接続されており、カウンタ1
183の出力は再びラインアドレスとして働く。ストロ
ーブ並びにアドレス信号はメモリ1121.1122.
及び1123の各々に、メモリ部分選択アドレスと共に
接続されている。従って、デコーダメモリは、強度チャ
ネル信号をデコーダメモリ部】121に連続的に記憶し
、また順番にX差信号。
Y差信号、Z差信号を、メモリ部1122,1123゜
1124に記憶する。このとき差信号メモリの各々は、
遅い情報速度即ち現在の典型的な実施態様においては、
映像フレーム3個毎に1回の割合で更新される。
図12を参照すると、受像機メモリの出力ポートと出力
アドレス法が示されている。メモリ部分112 ]、 
、 11.22 、1123 、及び1124は各々2
4個の画素の並列出力を有し、これらの出力はそれぞれ
、並列入力直列出力のバッファレノスタ1221,12
22,1223.及び1224に接続され、またこれら
レジスタの直列出力は、強度チャネル信号■及び三つの
差チャネル(N 号X 。
y、zlそれぞれ表わす、8ビツトのディノタル信号で
ある。
モジュロ24のカウンタJ231は、デコーダメモリ出
力クロノク・母ルスを勘定し、このクロノクツぐルスは
デコーダメモリ人カクロノクよりも高い速度(例えば、
本実施態様では2倍の速さ)である。モジュロ24のカ
ウンタ1231の出力は、メモリ1121,1122,
1,123.1124から24個の画素を並列に、それ
ぞれの出力パンファレソスタ1221.1222.]2
23.及び1224にストローブするス]・ロープ信号
として用いられる。モジュロ24のカウンタJ231の
出力はまた、モジ−口24のカウンタ1232の入力に
接続され、このカウンタ1232(7)カウント数は四
つのメモリ1121,1122゜1123.1124へ
のシーケンスアドレストシて利用される。モジュロ24
のカウンタ1232の出力はモジュロ482のカウンタ
1233に結合され、このカウンタ1233のカウント
数がメモリl I 2 ] 、 ]、 ] 22 、1
123 、1.124へのラインアドレスとして利用さ
れる。従って、各フレームの経過時間の間、メモIJ 
]、 12 ] 。
1122.1123.1124は、それぞれのバッファ
からI、X、Y、Zの情報の最新の記憶フレームを出力
する。既に述べたように、■情報は1フレーム毎に「更
新」され、x、y、zの差信号情報は3フレーム毎に「
更新」される。従ってX、Y、Z出力は各々「新しい」
情報が読出される前に冗長的に3回読出されるのである
図13を参照すると、デコーダの画素値発生回路1.3
00 (図10)のブロック図が示されており、これは
デコーダ記憶サブシステムの出力に作用して、前記(1
)ないしく4)の関係式に従って元の画素値を再現する
。ROMソーケンサ】305の制御下に四つの演算ユニ
ノ)]310.13] ] 。
13]2.及び1313が使用されている。演算ユニノ
) ]、 3 ] 0は和信号■と差信号の一つXとを
受信し、演算ユニット131]は差信号YとZを受信す
る。演算ユニット1310の出力は演算ユニノ)13]
2と1313の各入力に接続され、演算ユニノ)131
1の出力は、演算ユニット1312と1313の今一つ
の各入力に接続されている。演算ユニノ+−1312及
び13】3の出力はそれぞれ、ノリノドステート・スイ
ッチ1320の二つの入力に結合され、1320の出力
がD/A変換器1350の入力に結合されている。
変換器1350の出力は、加算回路1375に接続され
、加算回路1375は又、局部的に作られた複合同期兼
ブランキング(帰線消去)を作って、(前に注意したと
おり、受信TV信号と同期させられる)、複合出力高品
位TV信号を生じる。スイッチ1320とD/A変換器
1350はデコーダ映像出力クロック速度で動作するが
、このクロック速度は、高解像度画素情報において元の
クロックに使用されたエンコーダ人カクロノク速度と典
型的には同じである。同期信号及び映像出力クロックを
受信するROMシーケンサ1305け、演算ユニットの
状態を制御する。
図14はROMシーケンサ1305のルーチンを説明し
ている。決定用菱形1405は、フレームのどのフィー
ルドが現在作られて因るかに関する質問を表わしている
。そのフィールドの情報は、受像機の同期兼ブランキン
グ回路からROMシーケンサへと得られる。最初のフレ
ームのフィールド(奇数フィールド)であれば、奇数の
出力ラインが作られる筈であり、各画素グループの画素
人。
及びA1が作られるであろうことは理解されるだろう(
図2参照)。画素A。け関係式(5)に従って作られる
。ブロック】411は、演算ユニット13]0,131
1.1312が各々加算を行うよう、これらユニットを
制御することを表わしている。その結果演算ユニット1
.312の出力が関係式(5)に従ってA。全表わす(
ブayり] 4 ] 2)、。
ソリッド・ステー1−・スイッチ13201.、デコー
ダ映像出力クロックによってROMシーケンサと同じ速
さでクロックされるが、各グループの画素Aoに対して
演算ユニット]3]2の出力をサンプリングし、又各グ
ループの画素A、に対して演算ユニット1313の出力
をサンプリングするよう同期される。次のクロックパル
スが生じたとき、次の画素を処理するため、演算ユニッ
ト1:310と1311が減算を行うよう制御され、演
算ユニット1313が加算を行うように制御される(ブ
ロック1413)。その結果、演算ユニット13]3の
出力(ブロック]4]4)は関係式(6)に従った所望
のA1に対する式に相当する。この信号は演算ユニット
13] 3から、ソリッドステート・スイッチ1320
が同ユニッl−] 313 II)出力をサンプリング
するとき出力される1、各奇数番走査線の隣り合った画
素の組はこのようにして処理される。第二のフレームの
フィール)”(偶数番号)が生成されているときけ、演
算ユニット1312.1313の出力は、ソリッドステ
ート・スイッチ1320の動作と同様の同期で、関係式
(7)及び(8)に相当する、Bo及びB、に対する信
号をそれぞれ作るために使用される。
特に、画素B0については、演算ユニット13】0と1
311が加算を行うよう制御され、演算ユニッ) 13
1.2が減算を行うよう制御される(ブロック1421
)。その結果、演算ユニノ)13]2からの出力B。画
素は式(7)にもとづくことになる。前記したように、
この画素値は、演算ユニノ)1312の出力をサンプリ
ングするソリッドステート・スイッチ1320と同期し
て、該スイッチに出力される。このソリッドステート・
スイッチが演算ユニノ)1312の出力を受信している
とき、演算ユニノ) 1310 、1311゜1313
は全て、関係式(8)に相当するように、減算を行うよ
う制御され(ブロック1423)、その結果そのグルー
プの画素B、に対する適正値が出力できる(ブロック1
424 )。
典型的なここに述べた実施態様では、エンコーダは、低
解像度強度信号(和信号)が生成される速度の1/3の
速度で、差信号の完全補数を作る。
差信号の異る個々のそれぞれは強度信号と同時に作られ
るから、出力、t? −トA及びB(図5)からの信号
は、和信号と差信号の両方を作るのに利用することがで
きる(図6及び図8の組合せ回路を使って)。しかし、
この後述べるように、視覚の認識力を考えて許される限
り一杯まで、差信号の生成速度を更に落すことにより、
一層帯域幅を節約することが望ましいことがある。図5
において、A′及びB′と記したボートとその関連クロ
ックは、任意の希望する速度で差信号の生成を独立して
行えるようにできる。
また既に述べた第一の実施態様においては、デコーダは
入来する強度(和)信号及び差信号を記憶するメモIJ
 ’(r使って実施され、それから記憶した信号を(少
くとも差信号の場合は冗長度を持って)、高解像度画素
値を作る組合せ回路へ読出した。
しかし、デコーダは、前に記憶した高解像度画素値(即
ち前のフレームから)を和信号、差信号が受信されたと
きそれらと組合せることによって、上記の代りに実行さ
れることもできるということに注目するのは大事である
典型的な第一の実施態様は、白黒システムによって記述
したが、以後更に開示するように、本発明の原理はカラ
ーシステムにも等しく適用されるものである。TV放送
の用途に関しては、色彩は一般には525本の搬送波に
ついてエンコードすることができる。高品位受信に関し
ては、更に高い解像度の彩度信号が使用される。例えば
、90度色度座標は、水平方向も垂直方向も525本の
走査線解像度で送信することができる。情報は毎秒30
フレームの速度で作られる(送信される)必要がなく、
以降説明するようにより低い色度フレーム速度が帯域幅
を節約するには好塘しい。高解像度色度情報を含む差信
号が採用され、フレームを順次送ることができる。
上に注意したように、正方形、長方形、直線、あるいは
不規則形、何であっても構わない種々の画素ブルーフ0
構成は、本発明の原則と矛盾するなく使うことができる
。各々の場合に必要な差信号の数は、一つのグルーノ内
の画素の数の関数となるO 本発明の別の実施態様を述べる111に、申請者が行っ
た精神物理学的測定を概観しよう。その測定に本発明の
ある側面は基づいている。単色の輝度格子及び等輝度色
度格子に対するコントラスト感度の閾値が、普通の視距
離でTVにおいて、重要である空間周波数範囲にわたっ
て、多くの時間的周波数において測定された。その結果
、これら空間的並びに時間的周波数において、一連の眼
の変調伝達関数が得られた。測定の示すところによれば
、輝度表クロミナンスの両方に対する、眼の時定数をめ
るに必要な情報の幾つかが得られ、輝度及び原色の差信
号に必要な解像度において、所望の比率の再評価にも使
うことができる。
眼の定常状態コントラスト感度曲線を簡約したものを図
15に示す。この図は、輝度及び輝度Cの白色とNTS
C方式三原色を調べるCIE図上の線における等輝度補
色の絹について、眼の応答待f1全示している。カラー
曲線は正規化されているので、四つの曲線は全てその最
大感度が等しくなっている。この正規化は、最小の知覚
可能な色差を、低空間周波数において三原色の全てに対
する最小知覚可能な輝度コントラストと対照して等しく
するものである。これらの曲線は、色がもはや認識でき
なくなる空間周波数のところで終っている。この空間周
波数より上の格子もまだ見えるが、全てのカラーコント
ラストにおいて単色に見える。これらの曲線及び終端点
から、色差信号は、R−Yに対する輝度解像度の約半分
、B−Yに対する解像度の1/4であるべきことが明か
となり、従って水平、垂直の両方向を考えれば、これは
輝度の帯域幅に直せば、それぞれ1/4、及び1/16
に相当する。
第二の一連の測定は持続時間の関数として、空間周波数
の認識度をめるために行った。持続時間としては1.2
.4.8.16.32.64.128フイールドを用い
た(フィールド当す17m5 )。図16は、格子の提
示時間の関数として、光度格子に対する眼の相対感度を
/工<す。これは輝度とクロミナンスの両方で示され、
眼は格子にzjしてその中には適合し、より見えなくな
るようにする。01秒というような短い提示時間では、
これらの空間周波数は、格子の定常状態の可視度に比べ
て、可視度が大きく高められる1、非常に短い提示では
、全ての空間周波数が抑制されてし浄う。
図17は、等輝度色度格子の対応する曲線k1.2゜、
9.及び27サイクル/度という持続時間の関数として
示す。
動きが存在すると、一般に低空間周波の輝度変化が生じ
、これがある時間受信を抑制する。格子(目標物)の抑
制は実際短時間はマスクに先行する。目標物はマスクの
後(前マスキング)タケテなく、マスクの前(後マスキ
ング)にも提示された。01秒マスクによる抑制の度合
はマスクしている間、信号として放送されないTVを使
って611定(〜だ。空間周波数(目標格子)は、マス
クする直前か直後に種々の間隔について提示された。
図18は、格子持続時間がマスクの直前か直後に変化さ
れたとき、これらの刺激に対する眼の相対応答をゾロノ
ドしたものである。本実験は持続時間(図16と図17
)及びマスキングの影響を組合せたものである。映像中
の動く物体によって丁度覆われなかった場面における、
詳細情報において眼の感度に何が起るかを表わしている
図19は等輝度色度格子に対する図18に対応する曲線
群を示す。−見してわかるとおり、抑制は輝度に′おい
て4サイクル/度以上、クロミナンスにおいて09サイ
クル/度以上で、200m5を超えたところで顕著であ
る。マスキングは、輝度とクロミナンス云、主に事前マ
スキングである1゜目標物における低空間周波数輝度の
抑制は、マスクの前又は後約50 msの間でのみ起る
。このことから、毎秒当り約20フレームのフレーム速
度が、映画技術で知られているように、低空間周波数に
おける運動を描くのに必要であることが結論づけられよ
う。
本発明の別の形式においては、ディジタル形式でフレー
ムを記憶する前に1ある画像の低空間周波数及び高空間
周波数成分の表示を得るため、電子的処理が行われる。
低空間周波数表示は、既存の設備に両立する標準解像度
の伝送に使うことができる。
図20を参照すれば、本発明の別の形式による実施態様
において、エンコード回路20の輝度処理部分のブロッ
ク図が示されている。カメラ10からの高解像度映像信
号は低域フィルタ2010に持続され、フィルタの出力
は標準M像度映像を得るのに使用されるのだが、三線垂
直がウス平均の回路2020に接続される。回路202
0には2個の直列−線遅延巨1路2021及び2022
、重み付は増幅器2026,2027,2028゜及び
加算増幅器2029がある。3本の相継ぐ走査線の対応
する垂直素子が重み付は増幅器2026゜2027.2
028に接続され、これらの増幅器はそれぞれ走査線か
らの素子に重み]/4 、1/2 。
1/4を付加し、これらが加算器2029で加算される
。申請者は空間周波数のエイリアシング・アーチファク
トが、使用したサンプリング窓の長刀形の・ぐルスの性
質により、代シの高解像度走査線が標準解像度信号を作
るのに使用される場合、標準解像度受像機に生じ得るこ
とを発見した。少くとも三本の相継ぐ走査線からの素子
の比例的に重み付けした値を加え合せることによって、
このアーチファクトは事実上消去することができる。
回路2020の出力はソリッドステート・スイッチ回路
2030に接続され、スイッチ回路は奇/偶数番走査線
指示器2040に応じて、高解像度映像信号の奇数番走
査線の発生の間のみ出力信号を通過させる。スイッチ回
路2030の出力を豹変換器2045に接続する前に、
性質換器2045のサンシリング速度の要求事項と、標
準解像度の輝度が記憶されるべきメモリの大きさとを減
らすために、オプションで時間ペースの補正回路203
5を使用することができる(一つおきの出力しかないか
ら)。
最終的に高解像度の画像輝度を再構築するためには、奇
数番の走査線信号の高周波数成分だけでなく、偶数番の
走査線信号も、高帯域輝度信号を得るのに使用される。
図示する実施態様においては、カメラ10からの高解像
度映像も捷た、遅延等化器2050に結合され、その出
力は差動増幅器2060の正の入力端子に接続される。
差動増幅器2060は、奇数番走査線信号の高帯域成分
から低帯域成分を差引く。差動増幅器出力から奇数番走
査線を選択することは、奇/偶数番走査線指示器204
0の制御下にある別のスイッチ回路2070で達成され
る。スイッチ回路2070のもう一つの入力は、高帯域
偶数走査線輝度信号である。従って豹変換器2080に
接続されているスイッチ回路2070の出力は、高解像
度映像信号の輝度成分を含む。但し標準解像度信号(前
記の実施態様におけるように、この情報の冗長度を避け
、帯域幅を節約するため)を発生するのに使用される、
奇数番走査線と関連する低解像度成分を蹄く。
現在述べている実施態様においては、色彩に関する取扱
を説明しており、図21はエンコーダ回路のクロミナン
ス処理部分のブロック図を示す。
本実施態様においては、B−Y及びR−Yで示されるカ
ラー差信号は、高解像度カメラ10から出力されている
として説明されている。実際はこれらの信号は、必ずし
もB−Y及びR−Yに対応しないカラーベクトルスコー
プの特定の直交する基準点で選択されるのである0本実
施態様のクロミナンス処理は、図20と関連して述べた
輝度処理と同様の、多くの側面を有する。カラー成分信
号の各々に対して一線遅延回路二つを使って、垂直空間
沖波が再び設けられている。但し今度の場合は、標準の
NTSCクロミナンスの垂直空間周波数特性が高解像度
カラーに対して充分であり、従って、標準解像度カラー
成分信号と高解像度カラー成分信号の双方を得るのに、
奇数番走査線情報のみが処理される。R−Y及びB−Y
信号はそれぞれ、図20の垂直ガウス平均の回路202
0と同様の方法で動作する、回路2110及び2120
に接続されている。特に、これらの回路の各々は、−線
遅延回路2111及び2112の組、三つの重み付は増
幅器2116,2117,2118.及び加算増幅器2
119を内蔵している。回路2110及び2120の出
力はそれぞれ、スイッチ回路2】15及び2】25に接
続され、これらスイッチ回路は奇/偶数番走査線指示器
2040の出力に応答して、高解像度映像信号の奇数走
査線の生成の間のみ出力信号を通過させる。スイッチ回
路2】15の出力は、遅延等化器213】を介して、差
動増幅器2132の正入力と、低域フィルタ2130と
に接続されている。差動増幅器2132の負入力は、低
域フィルタ2130の出力を受信する。低域フィルタ2
130の出力と差動増幅器2132の出力とは、それぞ
れオプションの時間ベース補正回路2134及び213
5につながれ、上記同様これら補正回路を、後段につな
がるめ変換器並びに、クロミナンス成分信号が記憶され
る予定のメモリの、サンプリング速度の要求事項を減ら
すために使用することができる。
時間ベース補正器回路2134及び2]35の出力は、
それぞれめ変換器2144及び2145に接続されてい
る。
B−Yチャネルにおいては、スイッチ回路2125の出
力は、R−Yチャネルに関して示された機能と事実上同
じ機能を有する回路に結合されている。しかし回路の参
照番号を示すのにプライム記号(′)が使っである。こ
のチャネルでは、低域フィルタ2130’とめ変換器2
144’とは、R−Yチャネルの対応回路よシも低い周
波数(例えば半分の周波数、半分の走査線速度)で動作
することができる。これは標準解像度B−Y信号の低帯
域幅要求条件という理由による。
図22を参照すると、本発明の更に先の形のエンコード
回路(20)のメモリ及び出力の実施態様のブロック図
が示されている。図21の回路の六つの出力(標準解像
度輝度、 R−Y 、並びにB−Y、及び高解像度輝度
、R−Y並びにB−Yの各信号)は、六つのメモリ22
11〜2216に接続され、既に述べたようにこれらメ
モリは、例えば上記の第一の実施態様と関連して、独立
した入力及び出力ができるポートを備えており、メモリ
に記憶されたディジタル情報の入力及び/又は出力速度
が調節できるようになっている。本実施態様の例におい
ては、メモリへの入力は毎秒30フレームの公称速度で
行われ、標準解像度信号を保持しているメモリの出力も
毎秒30フレームで行われている。(もちろんどこでも
他の速度が使えることは理解されるであろう。)メモリ
2214の高解像度輝度出力は、出力フレーム速度3〜
15フレーム/秒を持つのが望ましい。事実上高解像能
を保持しながら、帯域幅の節約を最大にするには、約5
フレーム/秒の速度が適当と考えられる。本実施態様で
は、高解像度R−Yフレーム速度は高解像度輝度フレー
ム速度と同じであり、高解像度B−Yフレーム速度は3
〜30フレ一ム/秒の範囲にあることが望せしい。(B
−Y信号は、NTSC標準TVと矛盾しないで、R−Y
帯域幅の]/4だけで送信され得るから、顕著な帯域幅
の妥協をしないで公称30フレ一ム/秒の速度で行うこ
とができる。) メモ!J 2211〜2216の出力は、それぞれD/
A変換器2221〜2225に接続されている。
標準解像度カラー差信号はカラー副搬送波信号に90°
変調することができ(ブロック2230)、結果として
生ずるクロミナンス信号(色信号)は加算器2240を
使用して輝度信号と組合せることができ、事実上標準解
像度で色映像信号を得る。
映像信号は遅延回路2250によって遅らせられ、次い
で送信及び/又は記録される。高解像度信号は址た、例
えば送信回路30(図1)によって送信及び/又は記録
することができる。遅延させる目的は(別のチャネルに
おける個々の遅延を代りに使ってもよい)、画像の低解
像度部分に関して画像の高解像度部分を有効に加速する
ことによって、上に述べたように、最終的に表示された
画像における高解度情報のゆっくりした成立のマスキン
グを最大にすることである。遅延は30〜200m5の
範囲にあるのが望ましい。遅れが長過ぎると、細部が可
視になると思われる前に出現してしまう。
図23を参照すれば、本発明の先の形に従ったデコーダ
の実施態様のブロック図が示されている。
標準解像度映像信号は、受像機回路(40)による受像
後、標準解像度受像機(例えば図1に示したように)に
よって利用され得ることが理解されるものと思う。図2
3の高解像度デコーダにおいては、標準解像度チャネル
はクロミナンスを除く低域フィルタ2305に接続され
、又カラー差信号R−Y及びB−Y’i再生するため低
域フィルタ2307と2308と関連して動作する90
°検出器2306にも接続される。再生された標準解像
度信号成分は、それぞれA/D変換器23 ] ] 。
2312.2213に接続される。件た、高解像度輝度
並びにカラー差信号はそれぞれ、め変換器23】4.2
315.及び2316に接続される。め変換器の出力は
、それぞれ六つのメモリ2321〜2326に接続され
、図に示すように、これらメモリは、−ヒ記したとおり
第一の実施態様に関連して、高品位フレームを再構築す
るに必要な映像情報の生成を行わせる、独立の入力及び
出力ポートを備えることができる。本実施態様において
は、なかんずくメモリはそれぞれ輝度及びカラー差信号
に関する奇数番の走査線を生じ、標準解像度の奇数番走
査線は、垂直素子の平均並びにアーチファクトの減小を
得るため、前述したように、隣接の偶数番の走査線の重
みをつけた部分を含んでいる。標準解像度奇数番フィー
ルド走査線からの低周波信号は、垂直方向に平均化を「
逆にもどす」ように回路2340’i使って再生される
標準解像度輝度メモ’J 2321からの奇数番走査線
1本と、高解像度輝度メモIJ 2324からの隣接す
る両偶数番走査線とは、それぞれのD/A変換器233
1.2332.2333を通って、それぞれ重み付は増
幅器2341 、4.342及び2343に接続される
。重みづけ増幅器はそれぞれ重み係数2.−1.−1を
有している。重み付は増幅器の出力は加算器2344で
加算され、加算器の出力は順次フィルタ2345で低域
フィルタリングを受ける。高解像度輝度メモIJ 23
24からの奇数番走査線出力はD/A変換器2334に
接続され、その出力はフィルタ2346で高域フィルタ
リングを受け、それから加算器2347の一つの入力に
接続される。加算器への今一つの入力は低域フィルタ2
345の出力である33従って、加算器2347の出力
は再生された高解像度奇数番走査線の情報となる。〔奇
数番及び偶数番の走査線は、メモリの出力に関して適切
な走査線の遅れを使って、すなわち異る走査線情報に適
切な出力ポートにアクセスすることによって得ることが
できることが理解できるであろう。〕 D/A変換器2333の出力は、高解像度偶数番走査線
情報であるが、ソリッドステー1・・スイッチ2350
への1人力となり、スイッチへの今一つの入力は加算器
2347の高解像度奇数番走査fil情報となる。スイ
ッチ2350け奇/偶数番走査線指示器2351の制御
下にあって、現在の走査線の状態によって、高解像度奇
数番走査線情報か、高解像度偶数番走査線情報かを選択
する。
高解像度カラー差信号は同様の方法で再生される。この
場合、メモリ2325及び2323からの低解像度並び
に高解像度R−Y信号はそれぞれ、D/A変換器233
5及び2336に接続され、それらのアナログ出力はそ
れぞれ、フィルタ2356及び2357によって高域及
び低域フィルタリングを受ける。フィルタ2356及び
2357の出力は、加算器2358に入力され、その出
力は従って奇数番走査線R−Y信号を構成する(カラー
差信号は奇数番号走査線からのみ得られることを思い出
すこと)。加算器2358の出力は、−線遅延回路23
61に接続され、その出力はもう一つの加算器2362
への一つの入力となる。加算器2362の今一つの入力
は加算器2358の出力である。加算器2362は固有
の重み付は係数】/2を持っていて、その結果その出力
は相継ぐ奇数番の走査線の平均である。ソリッドステー
ト・スイッチ2363は、次いで加算器2358の奇数
番走査線出力と、奇数番走査線を平均することから導か
れる加算器2362の偶数番走査線出力との間を交番す
るのに使われる。ソリッドステート・スイッチの出力は
高解像度R−Y信号を含む。
高解像度B−Y信号はR−Y信号と同じ方法で再生され
る。特に、高解像度B−Yメモリ及び標準解像度B−Y
メモリの出力はD/A変換器2337と2338に接続
され、それからそれぞれフィルタ2371及び2372
で沖波され、フィルタの出力は加算器2358’に接続
されている。加算器2358’、−線遅延回路2361
’、加算器2362’、及びスイッチ2363’は、B
−Y高解像度借上を得るのに、R−Y回路における対応
部分と同じように動作する。高解像度の輝度並びにカラ
ー差信号は次いでよく知られている方法でデコードきれ
、高解像度ディスプレイ6oに加えられる。
高品位TV放送システムに対する適度な画質の目標は3
5++lll1の映画フィルムに等しいか、よす良い質
であるべきだと言われてきた。ある解析によれば(Ll
、 Pourciau著[映画生産に関スル高解像度T
VI、SMPTE会議、1983年10月、参照)、相
当する水平解像度と妥当な補償を有する、約1000走
査線解像度〔最初に述べたように〕の走査システムが3
5m+n映画フィルムのt1能によく一致すべきだとな
っている。図15かられかるように、R−Y及びB−Y
信号の高周波カットオフはそれぞれ、約係数2及び係数
4であり、Y信号の高周波カットオフよりも低い。3〜
5のアスにクト比(縦横比)を用いる、これらの値にも
とづくシステムは、次のような大約の帯域幅の要求条件
を持つことになろう。
Y−21,OOMHz R−Y −5,25Ml(z B −Y −1,31MHz 計 27.56 MHz この帯域幅は視覚における「斜め効果」を利用すること
によって減らすことができる。人間の視覚システムは基
本(水平及び垂直)方向におけるよりも、対角線上では
解像度が悪いことが知られている。(Appelle 
、 S、J刺戟方向の関数としての知覚と弁別二人間並
びに動物における斜め効邪、心理学誌、78巻、266
〜278頁、1972年)及びTimney 、 B、
N、 、 Muir 、 D、W、 [方向による非等
方性、コーカサス人と中国人における入射と大きさ」サ
イエンス誌、193巻、699〜701頁、1976年
、等を参照)。図24は基本方向(実線)と斜方向(破
線)に向けられた格子について、YXR−Y、B−Y信
号に対する平均(対象者8人の)正規化コントラスト感
度を比較したものである。図から分るように、高空間周
波数では人間の視覚系は斜めの方向では、三つの信号全
てに対して約ご倍程度低い解像度しか持っていない。
図25AVi人間視覚系の最高感度の30チにおける、
限界解像応答の極座標分布をゾロンI□Lfcもので、
約20サイクル/度という最高感度は基本方向にあるこ
とがわかる。図258は、スクリーン高さの35倍のと
ころで見た35朋フイルムから得た、空間周波数の極座
標ゾロノド、また図25Cは、例えば既に述べた100
0本の走査線(垂直及び等価水平方向)解像度高品位T
Vシステムから得だ、空間周波数の極座標ゾロノドを示
す。明かに、TV信号が一般に得られるようなサンプリ
ング法はこの人間視覚系の特性によく合っているとは言
えない。図25Aの人間視覚系に7Jする、ずっと「有
効に」合ったTVザンゾリングシステムが図25Dに示
されており、この実施態様において説明される、対角線
サンプリングと前及び後フィルタリングによる、100
0本走査高品位TVシステムから得ることができる9対
角線上で知覚される解像度のわずかの損失は、画像を過
剰サンプリングすること及び前及び後フィルタリングに
よって得られる、わずかに良い「ケル係数」によって補
償される。Y、R−Y、及びB−Y信号に対してこれら
の技術を利用すると、次の大略の帯域幅を有する。人間
の視覚の認識される解像度の限界に非常に近い解像度限
度を有する、静画像を得ることができる。
Y I O,50M)Tz R’−Y −2,63MH7゜ B −Y −,66MHz 合計 13.79 MHz すでに述べたように、動く画像を描く技法は、人間の視
覚において高解像度情報を取扱う、ノイロンの低速時間
的応答を利用して開発されている。
そしてこのことが、既存受像機で両立可能な高品位TV
システムにおける、必要な総合帯域幅を更に減少させる
。本実施態様の特徴によれば、カラー並びに輝度情報が
従来型のカラーTV処理法では充分には分離されないよ
うな、2.5 MHzより上の標準解像度映像スにクト
ルの部分をエンコーl゛し処理することについても、改
良が示されている。。
簡単に言うと、従来形のNTSC方式送信は、25MH
z以上のR−Y、、B−Y及びY信号を一緒に加えるこ
とによって修正される。そのとき情報は普通性われるよ
うに、カラー搬送波の位相を逆転した状態で、二つの相
継ぐフレームについて繰返される。受像機側では、フレ
ームの記憶をこれら二つの同じフレームを加えたり、引
いたりするのに使うことができる。和信号はカラー信号
なしに、2、5 MHz以上のY信号を与えるのである
。(カラー信号はそれら二つのフレームに関して同一ニ
作られるが、搬送波は位相が逆になっている。)二つの
フレームの差は混色なしに色を与える。二つのフレーム
に関して輝度は同じであるから、この周波数範囲におい
ては差はゼロである。この配置の仕方によって、2.5
 MHz以上のカラー並びに輝度のフレーム速度は従来
形のフレーム速度の半分、即ち15フレ一ム/秒となる
。しかし、申請者の精神物理学的研究にもとづき、これ
で充分なのである。
本実施態様のシステムは、標準の受像機に両立し、また
これから説明しようとしている、連続するカラー及び細
部輝度の情報の同じフレームをデコードするための、フ
レーム記憶と回路を含む「高級化」(即ち標準よりは進
んでいるが完全に高解像度ではない)受像機にも両立す
る。どちらの場合にも、カラー情報及び細部輝度情報に
対するフレーム速度が低いことは、前述の人間視覚の特
性により、認識される画質に顕著な劣化を生じない。し
かし高級化受像機では、カラー並びに細部輝度の分離の
改善は、明かに利点となる。この利点は、高解像度輝度
及びカラー成分信号を一層含む高解像度完備の受像機に
も存在する。
標準NTSC方式送信に対する前述の修正により、混色
又は混輝度なしに、4.2 MHz ’iでのY信号、
及び普通の帯域幅までのI並びにQ信号を送信すること
か可能となる。高解像度輝度並びにクロミナンスの細部
情報は、むしろ低いフレーム速度で送信することができ
る。一つの例は75フレ一ム/秒及び対角線サンシリン
グ(斜め効果を利用するための)を用いることである。
修正標準NTSC方式送信の4.2 FilfHzでは
、もっと速く変化している低解像度情報を運ぶことにな
る。75フレ一ム/秒の速さで残りの高解像度細部及び
カラー情報を搬送するには別の低帯域幅チャネルが使用
される。図26はそのシステムの映像ス被りトルを示す
。30フレ一ム/秒の飛越し走査速度を変えずに2.5
 MHz 1での輝度信号を送信するのには、従来形の
低周波チャネルが使用されている(帯域2601)。2
.5 MHzから4.2 MH?、 才では、細部輝度
及びクロミナンス信号が繰返されて15フレ一ム/秒の
表示(帯域2602)を与える。他の周波数帯域は75
フレ一ム/秒でのより高い細部輝度及び細部クロミナン
スを送信するのに使用される(帯域2603)。この付
加チャネルはこれら細部信号を送信するのに、杓状の帯
域幅を必要とする。
Y 1.30MHz R−Y−,60MHz B−Y−,15MHz 合計 2.05 MHz 図27と図28を参照すれば、本発明の実施態様による
エンコーダのブロック図が図されている。
このエンコーダは、図26のスぜクトルのように、丁度
説明したばかりの形の送信及び/又は記憶に関する信号
を得るのに用いることができる。高解像度カラーカメラ
と関連回路2711が設けられており、Y、R−Y、B
−Yと記した高解像度信号を出力として有する。図示の
実施態様では、素子の対角線サンf IJソング使用さ
れて、前記のように、相続く走査線上の一つの素子で基
本クロック2712をオフセントすることによる利益を
もたらす(即ち飛越し信号について交番するフィールド
において)。カメラ回路は、クロック2712に接続さ
れているサブシステム2713かう、同期兼駆動信号を
受けとる。交番フィールドではクロックはオフセットさ
れる。高解像度輝度信号Yは、図26の帯域260】で
表わされる、標準解像度低周波輝度信号を得るため、ブ
ロック2721で示されるように、低域フィルタリング
を受ける。
ブロック2721は、図20に示されるような回路(例
えば回路20]0及び2020 ) f、内蔵すること
ができ、垂直フィルタリングを行うため(必要ならはガ
ウス重み付けをして)、複数の隣接走査線を組合せるこ
とによるような、水平並びに垂直の低域フィルタリング
を行う。標準解像度低周波輝度信号は、遅延回路276
0を経由して加算回路2750への一つの入力となる。
差動回路2722が、高周波輝度から標準解像度の低周
波輝度を減くのに使用され、その結果は低域沖波されて
、図26の周波数帯域2602で表わされる周波数範囲
での輝度信号を得る。〔説明がし易いように、今捷での
実施態様の幾つかに述べたように、等化遅延回路が省略
されている。〕この実施態様の特徴によれば、二つの相
継ぐフレームに関する輝度情報のこの部分を繰返すよう
に回路が設けである。特に、性質換器2724が信号を
ディノタル化し、これらがフレーム遅延回路2728及
び、性質換器とフレーム遅延回路の両方の出力を受けと
る加算回路2729とに接続される。従って、加算回路
2729の出力は、二つの相継ぐフレームの平均である
。この信号は次にフレーム記憶回路2725及び、スイ
ッチ2726の一つの入力に接続される。スイッチ27
26の今一つの入力は加算回路2729の直接出力であ
る。対2フレームカウントの計数値(以下に述べるよう
にこれもまた送信することができる)が、フレーム記憶
回路2725とスイッチ2726に結合され、その結果
加算回路2729から出力される一対のフレームの第一
のフレームとして、フレーム記憶回路2725に記憶さ
れ、またスイッチ2726から出力される。相継ぐ一対
のフレームの第二のフレームの間に、フレーム記憶回路
2725は今記憶したフレームを読出すよう動作(即ち
一対のうち第一のフレーム)し、スイッチがフレーム記
憶回路の出力を通過させるように動作する。別の方法で
説明すると、相継ぐ一対のフレームの第一のフレームの
間、フレーム記憶回路2725は読込みモードにあり、
スイッチ2726は回路2729から直接受けとった出
力を通過させるよう動作し、一方相続く一対のフて、フ
レームの受信シーケンス(既述の周波数帯域内で)が1
.2,3,4,5.6・・・・・・・・とすると、スイ
ッチ2726の出力はフレーム1,1,3゜3.5,5
. ・・・・となる。スイッチ2726の出力はD/A
変換器2727に接続され、その出力は今度は加算回路
2750のもう一つの入力に接続される。
R−Y高解像度信号は低域P波され(ブロック2731
で表わされる)、前記のとおり水平と垂直の両フィルタ
リングを受けるよう適用することができる。r波された
信号はA/D変換器2734に結合され、平均したR−
Y情報の相続くフレームを伝えるように、輝度処理の対
応する回路2728.2729,2725.2726の
ように配置され、動作する、フレーム遅延回路2738
、加算回路2739、フレーム記憶回路2735、スイ
ッチ2736へと接続されて行く。スイッチ2736の
出力はD/A変換器2737に接続され、その出力は9
00変調器2755への一つの入力となる。90°変調
器2755への今一つの入力は修正された標準解像度B
−Y処理チャネルの出力である。このチャネルは修正R
−Y処理チャネルの対応部分と同様の方法で動作する、
低域フィルタ2741、め変換器2744、フレーム遅
延回路2748、加算回路2749、フレーム記憶回路
2745、スイッチ2746、及びD/A変換器274
7を含む。しかしB二Y信号の場合は、前に述べたよう
に、より低い解像度が要求される。
そこでこの信号は沖波されてよシ低い周波数となる(や
はり水平と垂直の双方)。修正標準解像度カラー差信号
が3.58 MH7のカラー副搬送波に90°変調され
た後、その結果は加算回路2750への別の入力となる
。相続くフレームを伝えてゆくには、情報成分を組合せ
る前後で代りの手段を用意することができるきいう事が
理解されると思う。加算回路2750の出力は記憶され
、及び/又は送信されることができる。所望ならば、標
準解像度メモリ(図22のように)を使うことができる
図28は、本実施態様のエンコーダの高解像度処理部分
のブロツク図を示す。このエンコーダは図26の周波数
帯域2603によって表わされる信号を得るのに使用さ
れる。高解像度輝度信号は、高域フィルタ28J1に接
続されて、標準解像度チャネルで送信される情報の部分
について冗長であると思われる低周波成分を除く(例え
ば前述の実施態様において)。やはり輝度並びにカラー
差信号の両方について、フィルタリングは水平方向のみ
でなく垂直方向で実施することができる。P波された信
号はA/D変換器28]3、次いで連続する四つのフレ
ームの高解像度映像情報を平均するよう動作する回路2
814に接続される。このことは本実施態様においては
、この情報が従来のフレーム速度(即ち75フレ一ム/
秒)の1/4で送信されるから行われるのであって、四
つの連続するフレームにわたって各画素における映像情
報の平均化が、記憶及び送信されるべき信号を得るのに
うまく使用することができる。回路2814には三つの
フレーム遅延回路2815,2816゜2817が含ま
れており、三つのフレーム遅延回路の出力のみならず、
最初のフレーム遅延回路への入力も加算回路2818に
接続されて、四つの連続するフレームにわたって各画素
を平均化する。
回路2814の出力は、高解像度輝度メモリ2819、
次いで連動D/A変換器2819Aに接続され、これが
より低いフレーム更新速度で送信用のエンコードされた
高解像度情報を作るように、前記実施態様で述べたメ゛
モリと同様の方法で動作する。
高解像度カラー差信号R−Yは、フィルタ回路2821
で高域沖波され、それは輝度フィルタリングに関して述
べたと同じ理由による。今度の場合は、しかし、高品位
カラー情報は輝度と同様に高い解像度で知覚されること
はできないから、回路2822は水平並びに垂直両方向
で、例えば合計525本の走査線を有するフレームを得
るために低域フィルタリングされる。従って、フィルタ
2821と2822は一緒に考えると、帯域フィルタ動
作を提供する。結果として得られる信号は豹変換器28
23、次いで回路2824に接続される。回路2824
はその上記説明した対応部分(2814)と同様の方法
で動作し、高解像度R−Yメモリ2829及び関連D/
A変換器2829Aに接続する前に四つのフレームを平
均化する。
高解像度B−Y信号処理チャネルは、今述べたR−Y信
号処理と同様で、対応部分2821〜2829Aと同様
の方法で動作するブロック2831〜2839Aを含む
。しかし、B−Y信号処理の場合は上記したように、必
要な最大解像度は、R−Y信号情報に対してより小さい
。従って、この場合の高域F波はより低い周波数と走査
線速度に対して行う筈である。
希望する速さでクロックイン及びクロノクアウトするメ
モリは前記した実施態様で説明したように設けることが
できる。より低い速さの高解像度情報の各成分を連続的
に送る代りに、そのような成分の各々は時間ベースを変
え、1サイクルのある部分の間のみ送信することもでき
る。
低解像度輝度チャネルにおける遅延回路2760(等化
遅延回路〜図示せず−の他)は、遅延回路2250(図
22)のように動作して、低解像度輝度(図27)に関
して、カラー及び細部輝度チャネルの画像の高解像度部
分を有効に加速することによって、最終的に表示される
画像の高解像度情報がゆっくり積重ってくるのを最大限
にマスキングする。その次の遅延回路2790は、修正
標準解像度信号の加算の後働き、やはり同じ目的で高解
像度チャネルに関してこれらの信号を遅らせる。今の場
合各−フレーム周期が望ましいこの遅れは、フレーム平
均を行った高解像度情報に関して、低解像度情報の時間
的な過渡現象を中心に持ってゆく役目をする。
図29を参照すれば、エンコードしたカラー及び輝度細
部信月成分を再生するための、デコーダの実施態様のブ
ロック図が示されている。これら信号成分は、例えば、
図26の周波数帯域2602の信号によって表わされ、
図27の回路を使ってエンコードされたものである。「
高級化」された標準解像度の受像機のみならず、高解像
度受像機もそのようなデコーダを持つことができる。受
(−?された修正標準解像度信号はフィルタ2911に
よって低域F波され、フィルタ29]2によって高域沖
波されて、本実施態様では2.5 M)−1zの上と下
の成分を分離する。高域フィルタ2912の出力は1フ
レ一ム分遅延回路29]3、及び差動]【】1路292
1の正の入力端子、加算回路2922の一つの入力端子
に加えられる。1フレ一ム分遅延回路2913の出力は
、加算回路2922のもう一つの入力端子並びに、差動
増幅器292】の負の入力端子に接続される。加算回路
2922の出力は、別の加算回路2924の一つの入力
となり、この加算回路2924はそのもう一つの入力と
して、低域フィルタ29]]の出力を受信する。差動回
路2921の出力は、従来の方法で発生されたカラー副
搬送波も受信する90°変調器2923に接続される。
動作」二、周波数帯域2602におけるカラー並びに細
部輝度映像情報の相継ぐ同じフレームが、連続するフレ
ームを加えたり引いたりすることによって再生され、標
準の解像度の細部信号からカラー差信号を分離する。特
に、カラー副搬送波の位相は、連続する同じフレーム対
の間は反転するから、連続するフレームの加算というの
は、それ自身に位相がずれた状態でカラー信号を加え、
それによって標準解像度輝度細部信号をおいて行く。
この後者の信号は加算回路2924によって、標準解像
度輝度を得るように低周波輝度に加えることができる。
また、連続する同じフレームを差引くことによって、標
準解像度輝度細部は打消され、位相のずれているカラー
信号が加算され、その結果カラー信号がきれいに再生さ
れる。送信されたフレームカウント(1又は2 )H1
同Uフレームの各連続する対を識別するのに使うことが
できる。
代りに、連続する同じフレームは、同期に関してカラー
副搬送波位相を使って、受像機において他の手段で検出
することもできる1、高解像度受像機にとって、低解像
度及び高解像度の信号は、高解像度表示器上に表示する
だめの高解像度情報を再生するため、図23と関連して
述べられているのと同様の技法を使って、組合せること
ができる。
対角線サンプリングが使用されるとすると、7j応する
交互の走査線オフセットが受像器表示において使われる
ことになろう。
これ以上の変化も本発明の範囲と精神の中においては、
実施可能であることは、この種技術に精通している者に
とっては認識されるであろう。例えば、放送規格で要求
があれば、「高解像度信号消去器」というものが、低解
像度放送が受信されたときは、高品位受像機において利
用できるであろう。1だ、二重飛越し走査方式が説明さ
れていた間に、三重飛越しといった代替法が使えるとい
ったことは理解できるものと思う。更に、−に記に関し
て、標準のフレーム速度は米国で使用されているNTS
C方式の速さ、30フレ一ム/秒以外でも可能であり、
本発明はいかなる型のビデオシステムにも適用可能であ
る。最後に家庭用受像機に関するように、エンコーダや
デコーダの幾つか又は全部を実施するのに、集積回路技
術が採用できることに注意を喚起しておく。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の1実施態様にもとづく、既存システム
に適合する両立性の高品位TVシステムのブロック図で
あって、本発明の方法を実施するのに使用することがで
きる。 図2は、説明される実施態様の高解像度ディソタル化フ
レームの走査線と画素グループの図である。 図3は、図1のエンコード回路のブロック図である。 図4は、エンコーダ記憶サブシステムの一部のブロック
図であって、入力制御部とそのアドレス法を示す。 図5は、エンコーダ記憶サブシステムの一部のブロック
図であって、出力制御部とそのアドレス法を示す。 図6は、エンコーダの和信号並びに差信号発生回路の一
部の和信号発生部のブロック図である。 図7は、エンコーダの和信号発生回路のROMシーケン
サを制御するための系統図である。 図8は、エンコーダの和信号並びに差信号発生回路の中
、差信号発生部のブロック図である。 図9は、エンコーダの差信号発生回路のROMシーケン
サを制御するための系統図である。 図10は、図1のデコード回路のブロック図である。 図11は、デコーダ記憶サブシステムの一部のブロック
図であって、入力制御部とそのアドレス法を示す。 図12は、デコーダ記憶サブシステムの一部のブロック
図であって、出力制御部とそのアドレス法を示す。 図13は、デコーダの画素値生成回路のブロック図であ
る。 図14は、デコーダの画素値生成回路のROMシーケン
サを制御するための系統図である。 図15は、眼の定常状態コントラスト感度曲線を示す。 図16は、眼の視感度格子に対する相対感度を、格子提
示の期間の関数として表わした図である。 図17は、期間の関数として表わした、等輝度の色度格
子の曲線を示す。 図18は、マスキングに対して眼の相対応答をとった図
を示す。 図19は、等輝度の色度格子に関する、マスキングに対
する相対応答を説明する図である。 図20は、本発明の別の形式の実施態様にもとツく、エ
ンコード回路の輝度処理部のブロック図である。 図21は、同形式の別の実施態様にもとづく、エンコー
ド回路のクロミナンス処理部のブロック図を示す。 図22は、本発明の上記形式の一つの実施態様の記憶並
びに出力回路部のブロック図を示す。 図23は、本発明の上記形式によるデコード回路のブロ
ック図である。 図24は、基本的な方向、及び斜の方向に向けられたY
、R−Y、及びB−Y格子に対する規準化コントラスト
感度を示す。 図25は、25A、25B、25C,25Dを含み、種
々のシステムの制限解像度応答を極座標でとった図であ
る。 図26は、提案するシステムの周波数スにクトルを図示
したものである。 図27と図28は、本発明の他の実施態様にもとづく、
エンコーダのブロック図である。 図29は、図27及び図28のエンコーダでエンコード
したデコード信号に関するデコーダのブロック図である
。 特許出願人 ニューヨーク インステイテユート オブテクノロノイ
特許出願代理人 弁 理 士 山 本 恵 − v4實ど4ノ0人ユ1pKJ−艶べ5イ口 −1 −〜 −0 旨」罹8v″I−\ユINベニ七已響 手続補正書(自発) 昭和60年5月9日 特許庁長官 志賀 学殿 1事件の表示 昭和60年特許願第71281号 2、発明の名称 ビデオ信号の符号化復号化システム 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ニューヨーク インスティテユートオブ チクノ
ロシイ 4、代 理 人 5、補正の対象 願書の特許出願人の代表者の欄、委任状及び図面6、補
正の内容 (1) 訂正願書を別紙の通り提出する。 (2)委任状及び訳文を別紙の通り提出する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)次のものから成る、画像を表わす映像信号をエン
    コード並びにデコードすることを特徴とする装置; A)以下のものを含むエンコーダ: 低周波輝度信号を導く上記映像信号に応答する手段; 組合せクロミナンス及び細部輝度信号を導く上記映像信
    号に応答する手段; 速いフレーム更新速度で上記低周波輝度信号の出力フレ
    ームを作り出す手段; 低速フレーム更新速度で上記組合せクロミナンス及び細
    部輝度信号の出力フレームを作り出す手段。及び、 B)以下のものを含むデコーダ: 上記高速フレーム更新速度で、上記組合せ信号を分離し
    、分離されたクロミナンス信号と細部輝度信号を作り出
    すだめの、上記低速フレーム更新速度で組合せクロミナ
    ンス及び細部輝度信号の上記フレームに応答する手段、
    及び複合輝度信号を作り出すだめの、低周波輝度信号と
    分離した細部輝度信号に応答する手段。 (2)低速フレーム更新速度で、前記組合せたクロミナ
    ンス並びに細部輝度信号の出力フレームを生ずる前記手
    段は、各一度繰返す細部輝度信号のフレームを作り出す
    手段と、各一度繰返すが繰返しフレームの間は位相を反
    転した搬送波で行われる、クロミナンス信号のフレーム
    を作り出す手段とから成ることを特徴とする特許請求の
    範囲第一項に記載の装置。 (3)前記高速フレーム更新速度は30フレームルであ
    り、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム/秒であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の装置
    。 (4)前記高速フレーム更新速度が30フレ一ム/秒で
    、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム/秒である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の装置。 (5)低速フレーム更新速度における、前記クロミナン
    スと細部輝度の組合せ信号の出力フレームを作る手段は
    、更にそれぞれ、その繰返しの前に前記クロミナンス信
    号と前記細部輝度信号との相続くフレームを平均化する
    手段から成ることを特徴とする特許請求の範囲第2項に
    記載の装置。 (6) 前記低周波輝度信号は約2.5 Ml−1zの
    帯域幅を有し、前記クロミナンスと細部輝度の組合せ信
    号は約07■Izの帯域幅を有することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の装置。 (7)前記低周波輝度信号は約2.5 MHzの帯域幅
    を有し、前記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号は約
    0.7 MHzの帯域幅を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第4項に記載の装置。 (8)前記組合せ信号を分離するだめの前記デコーダ内
    の前記手段は、上記組合せ信号の繰返すフレームを加え
    たり、差引いたりする手段を含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第2項に記載の装置。 (9) 前記組合せ信号を分離するための、前記デコー
    ダにおける前記手段は、上記組合せ信(3の繰返すフレ
    ームを加えたり、差引いたりする手段を含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第4項に記載の装置。 00 更に、高解像度輝度信号とクロミナンス信号とを
    導くだめの、前記映像信号に応答する前記エンコーダ内
    の手段と、上記高解像度輝度信号4pびにクロミナンス
    信号の出力フレームを、ある最も低速のフレーム更新速
    度で作り出す。上記エンコーダ内の手段とから成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の装置。 01) 次の各段階から成る、画像を表わす映像信号を
    エンコードすることを特徴とする方法二上記映像信号か
    ら、低周波輝度信号を導く段階;上記映像信号から、ク
    ロミナンスと細部輝度の組合せ信号を導く段階; 高速フレーム更新速度で上記低周波輝度信号の出力フレ
    ームを作る段階; 低速フレーム更新速度で上記クロミナンスと細部輝度信
    号の出力フレームを作る段階。 0う 更に、出力フレームを送信する段階を含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の方法。 θ1 前記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号の出力
    フレームを低速のフレーム更新速度で作る前記段階が、
    各一度繰返す細部輝度信号と、各一度繰返すクロミナン
    ス信号とではあるが、繰返しフレームの間は位相の反転
    した搬送波で行われる、両信号のフレームを作ることか
    ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
    方法。 04 低速のフレーム更新速度で、前記クロミナンスと
    細部輝度の組合せ信号の出力フレームを作り出す前記段
    階が、一度繰返す細部輝度信号のフレームと、各一度繰
    返すが、繰返しフレームの間は位相の反転した搬送波で
    行われるクロミナンス信号のフレームとを作り出すこと
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記
    載の方法。 0リ 前記高速フレーム更新速度は30フレ一ム/秒で
    あり、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム/秒で
    あることを特徴とする特許請求の範(5) 間第11項に記載の方法。 (111G 前記高速フレーム更新速度が30フレ一ム
    /秒であり、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム
    /秒であることを特徴とする特許請求の範囲第14項に
    記載の方法。 0乃 前記クロミナンスと細部輝度との組合せ信号の出
    力フレームを低速フレーム更新速度で作る前記段階が、
    更に、上記クロミナンス信号と上記細部輝度信号の相続
    くフレームを、それぞれ繰返す前に、平均化することか
    ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載
    の方法。 0樽 前記低周波輝度信号は約2.5 h/H−tzの
    帯域幅を有し、前記クロミナンスと細部の輝度の組合せ
    信号は約0.7 MHzの帯域幅を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第14項に記載の方法。 0つ 更に、高解像度輝度信号並びにクロミナンス信号
    を導く段階、及び上記解像度輝度とクロミナンスの各信
    号の出力フレームを、最も低いフレーム更新速度で作り
    出す段階から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1
    1項に記載の方法。 (6) (イ)更に、高解像度輝度とクロミナンスの両信号を導
    き、上記両信号の出力フレームを最も低いフレーム更新
    速度で作り出す二つの段階から成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第14項に記載の方法。 01) 映像信号から低周波輝度信号を導き、映像信号
    からクロミナンスと細部輝度の組合せ信号を導き、低周
    波輝度信号の出力フレームを高速フレーム更新速度で作
    り、上記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号の出力フ
    レームを前記低速フレーム更新速度で作ることによって
    エンコードされた、画像を表わす映像信号をデコードす
    るのに使用するための、次の手段から成ることを特徴と
    するデコーダ: 上記組合せ信号を分離するため、上記低速のフレーム更
    新速度で、上記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号の
    」二記フレームに応答し、分離されたクロミナンス信号
    と細部輝度とを上記高速フレーム更新速度で作り出す手
    段; 複合輝度信号を作るため、低周波輝度信号と分離された
    細部輝度信号とに応答する手段。 (イ) 前記高速フレーム更新速度は30フレ一ム/秒
    であり、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム/秒
    であることを特徴とする特許請求の範囲第21項に記載
    のデコーダ。 (ハ)低速フレーム更新速度での前記クロミナンスと細
    部輝度の組合せ信号の出力フレームが、各1回繰返す細
    部輝度信号のフレームと、各1回繰返すが、繰返しフレ
    ームの間は位相反転した搬送波で運ばれるクロミナンス
    信号のフレームとを作ることによって作られ、前記デコ
    ーダは上記組合せ信号の繰返しフレームを加えたり、差
    引いたりする手段を含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第21項に記載のデコーダ。 ←→ 低速フレーム更新速度における前記クロミナンス
    と細部輝度の組合せ信号の出力フレームが、各1回繰返
    す細部輝度信号のフレームと、各1回繰返すが繰返しフ
    レームの間は位相反転した搬送波で運ばれるクロミナン
    ス信号のフレームとを作ることによって作られ、前記デ
    コーダは上記組合せ信号の繰返しフレームを加えたり、
    差引いたりする手段を含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第22項に記載のデコーダ。 (ハ) 更に、再生されたクロミナンス信号と複合輝度
    信号とを表示する手段から成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第21項に記載のデコーダ。 (ハ) 更に、再生されたクロミナンス信号と複合輝度
    信号とを表示する手段から成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第23項に記載のデコーダ。 (財)更に、再生されたクロミナンス信号と複合輝度信
    号とを表示する手段から成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第24項に記載のデコーダ。 (ハ) 次の段階から成る、画像を表わす映像信号をエ
    ンコードし、送信し、受信し、デコードすることを特徴
    とする方法; 前記映像信号より低周波輝度信号を導く段階;上記映像
    信号より、クロミナンスと細部輝度の組合せ信号を導く
    段階; 上記低周波輝度信号の出力フレームを高速フレーム更新
    速度で作る段階; (9) 上記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号の出力フレー
    ムを、低速フレーム更新速度で作る段階;それら出力フ
    レームを送信する段階; 出力フレームを受信する段階; 上記組合せ信号を分離し、分離されたクロミナンス信号
    と細部輝度信号とを、上記高速フレーム更新速度で作り
    出す段階;及び、 低周波輝度信号と分離された細部輝度信号とから、複合
    輝度信号を生成する段階。 翰 前記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号の出力フ
    レームを、低速フレーム更新速度で作り出す上記段階は
    、各1度繰返す細部輝度信号のフレームと、各1度繰返
    すが、繰返しフレームの間は位相を反転した搬送波で送
    られるクロミナンス信号のフレームとを作ることから成
    ることを特徴とする特許請求の範囲第28項に記載の方
    法。 (1) 前記高速フレーム更新速度は30フレ一ム/秒
    であり、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム/秒
    であることを特徴とする特許請求の範囲第28項に記載
    の方法。 (10) 0p 前記高速フレーム更新速度は30フレ一ム/秒で
    あり、前記低速フレーム更新速度は15フレ一ム/秒で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第29項に記載の
    方法。 02 前記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号の出力
    フレームを、低速のフレーム更新速度で作り出す前記段
    階は、更に相続く前記クロミナンス信号と、前記細部輝
    度信号のフレームを、それぞれ繰返す前に平均化するこ
    とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第29項に
    記載の方法。 0′3 前記低周波輝度信号は約2.5 MHzの帯域
    幅を有し、前記クロミナンスと細部輝度の組合せ信号は
    、約0.7 MJ(zの帯域幅を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第29項に記載の方法。 (ロ)前記組合せ信号を分離する段階は、上記組合せ信
    号の繰返しフレームを加えたり、差引いたりすることを
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第29項記載の方
    法。 09 更に、高解像度輝度信号並びにクロミナンス信号
    を導く段階、上記高解像度輝度信号並びにクロミナンス
    信号の出力フレームを、最低フレーム更新速度で作り出
    す段階、高解像度輝度信号並びにクロミナンス信号の出
    力フレームを最低フレーム更新速度で作り出す段階、及
    び高解像度輝度信号並びにクロミナンス信号のフレーム
    を送信する段階、高解像度輝度信号とクロミナンス信号
    を受信する段階、の諸段階から成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第29項に記載の方法。
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