JPS6137836B2 - - Google Patents
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- JPS6137836B2 JPS6137836B2 JP55144866A JP14486680A JPS6137836B2 JP S6137836 B2 JPS6137836 B2 JP S6137836B2 JP 55144866 A JP55144866 A JP 55144866A JP 14486680 A JP14486680 A JP 14486680A JP S6137836 B2 JPS6137836 B2 JP S6137836B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
- H04N11/12—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
- H04N11/14—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はNTSC方式カラーテレビジヨン信号
を帯域圧縮し、デイジタル伝送するための高能率
帯域圧縮装置に関するものである。
を帯域圧縮し、デイジタル伝送するための高能率
帯域圧縮装置に関するものである。
従来、NTSC方式カラーテレビジヨン（以下、
NTSCカラーTV信号と略す）の高能率帯域圧縮
装置として、サブナイキスト標本化を利用した第
１図に示すものがある。図において、１０１は
NTSCカラーTV信号を色信号の副搬送波周波数
scの４倍のレートで標本化しデイジタル化する
サンプルホールドとＡ／Ｄ変換器、１０２は前記
デイジタル化されたNTSCカラーTV信号を１標
本点おきにとびとびに２×scの周波数レートで
データ抽出してサブナイキスト標本化するサブナ
イキストサンプラー、１０３は前記サブナイキス
ト標本化されたNTSCカラーTV信号をDPCM
（差分パルス符号変調）符号化するDPCM符号化
器、１０４はデイジタル伝送器、１０５は受信し
たDPCM符号化信号を復号するDPCM復号器、１
０６は前記DPCM復号化されたサブナイキスト標
本化NTSCカラーTV信号から、近隣の相関を利
用して１標本点置きにとびとびに漂本化された信
号の間の信号を補間再生し、４×scのデータレ
ートのNTSCカラーTV信号を形成する補間再生
器、１０７は前記補間再生されたNTSCカラー
TV信号をアナログ化するＤ／Ａ変換器である。
NTSCカラーTV信号と略す）の高能率帯域圧縮
装置として、サブナイキスト標本化を利用した第
１図に示すものがある。図において、１０１は
NTSCカラーTV信号を色信号の副搬送波周波数
scの４倍のレートで標本化しデイジタル化する
サンプルホールドとＡ／Ｄ変換器、１０２は前記
デイジタル化されたNTSCカラーTV信号を１標
本点おきにとびとびに２×scの周波数レートで
データ抽出してサブナイキスト標本化するサブナ
イキストサンプラー、１０３は前記サブナイキス
ト標本化されたNTSCカラーTV信号をDPCM
（差分パルス符号変調）符号化するDPCM符号化
器、１０４はデイジタル伝送器、１０５は受信し
たDPCM符号化信号を復号するDPCM復号器、１
０６は前記DPCM復号化されたサブナイキスト標
本化NTSCカラーTV信号から、近隣の相関を利
用して１標本点置きにとびとびに漂本化された信
号の間の信号を補間再生し、４×scのデータレ
ートのNTSCカラーTV信号を形成する補間再生
器、１０７は前記補間再生されたNTSCカラー
TV信号をアナログ化するＤ／Ａ変換器である。
第１図の系統図に示す高能率帯域圧縮装置は、
NTSCカラーTV信号（帯域約4MHz）を色信号副
搬送波sc（約3.58MHz）の２倍の周波数すなわ
ちナイキスト周波数以下で標本化するサブナイキ
スト標本化技術と、予測符号化技術の結合によ
り、大幅な帯域圧縮を実現するものである。
NTSCカラーTV信号（帯域約4MHz）を色信号副
搬送波sc（約3.58MHz）の２倍の周波数すなわ
ちナイキスト周波数以下で標本化するサブナイキ
スト標本化技術と、予測符号化技術の結合によ
り、大幅な帯域圧縮を実現するものである。
従来、この種の装置に用いられるサブナイキス
ト標本化方式としては、標本化周波数ｓの設定
によつて、以下のものがある。
ト標本化方式としては、標本化周波数ｓの設定
によつて、以下のものがある。
(i) fs＝２sc±１／２ｙ …フイールドオフセツト
形
(ii) ｓ＝２sc±１／２ｖ±１／２ｌ…ライン
・フイ ールドオフセツト形 (iii) ｓ＝２sc±１／４ｌ…ラインオフセツト
形 ここで、ｌは水平走査周波数、ｖは垂直走
査周波数である。
・フイ ールドオフセツト形 (iii) ｓ＝２sc±１／４ｌ…ラインオフセツト
形 ここで、ｌは水平走査周波数、ｖは垂直走
査周波数である。
また、サンプル周波数ｓを２scとして、ラ
イン毎、２ライン毎、フイールド毎に位相反転し
て標本化する位相反転サブナイキスト標本化方式
もある。
イン毎、２ライン毎、フイールド毎に位相反転し
て標本化する位相反転サブナイキスト標本化方式
もある。
前記サブナイキスト標本化方式で補間再生した
信号のＳ／Ｎ、解像度、色ノイズ等の劣化の少な
いものに、４フイールド周期で４scの標本点す
べてを抽出するライン・フイールドオフセツトサ
ブナイキスト標本化方式がある。
信号のＳ／Ｎ、解像度、色ノイズ等の劣化の少な
いものに、４フイールド周期で４scの標本点す
べてを抽出するライン・フイールドオフセツトサ
ブナイキスト標本化方式がある。
以下従来のライン・フイルドオフセツトサブナ
イキスト標本化と予測符号化器を組み合せた帯域
圧縮装置について述べる。
イキスト標本化と予測符号化器を組み合せた帯域
圧縮装置について述べる。
今、NTSCカラーTV信号の標本化周波数ｓ
＝２sc＋１／２ｌ＋１／２ｖに設定すると、画面
上で の標本点の二次元配列は第２図および第３図のよ
うになる。図において、１フイールドの二次元配
列上（ｊ，ｋ）番目の４scの周波数でサンプル
した画素をxi（ｊ，ｋ）と畢わすものとする。こ
こでｉ，ｊ，ｋは正の整数である。更に白丸はサ
ブナイキスト標本点、黒丸は補間点（以下図にお
いてすべて同一印を用いる）を表わすものとす
る。また、NTSCカラーTV信号の垂直走査周波
数ｖ、水平走査周波数ｌ、および色副搬送波
scは以下の関係にある。
＝２sc＋１／２ｌ＋１／２ｖに設定すると、画面
上で の標本点の二次元配列は第２図および第３図のよ
うになる。図において、１フイールドの二次元配
列上（ｊ，ｋ）番目の４scの周波数でサンプル
した画素をxi（ｊ，ｋ）と畢わすものとする。こ
こでｉ，ｊ，ｋは正の整数である。更に白丸はサ
ブナイキスト標本点、黒丸は補間点（以下図にお
いてすべて同一印を用いる）を表わすものとす
る。また、NTSCカラーTV信号の垂直走査周波
数ｖ、水平走査周波数ｌ、および色副搬送波
scは以下の関係にある。
ｌ＝（262＋１／２）ｖ
sc＝（227＋１／２）ｌ
したがつて、ｓ＝２sc＋１／２ｌ＋１／２ｖ
によ る標本化は、第２図および第３図のようにライン
毎、フイルド毎およびフレーム毎に交互に信号抽
出することになる。これを色信号の位相と標本点
の関係について言えば、第４図および第５図のよ
うに４フイールド周期で、ライン毎・フイールド
毎およびフレーム毎に隣接ラインの色信号の標本
点が180゜位相反転していることがわかる。つま
り、このような信号を補間再生するには、輝度信
号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）をくし形フイル
タにて分離し、輝度信号は同一ラインの前後の標
本点から補間し、色信号は前フイールドの隣接ラ
イン上の上または下の同一位相の標本点から補間
すればよい。
によ る標本化は、第２図および第３図のようにライン
毎、フイルド毎およびフレーム毎に交互に信号抽
出することになる。これを色信号の位相と標本点
の関係について言えば、第４図および第５図のよ
うに４フイールド周期で、ライン毎・フイールド
毎およびフレーム毎に隣接ラインの色信号の標本
点が180゜位相反転していることがわかる。つま
り、このような信号を補間再生するには、輝度信
号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）をくし形フイル
タにて分離し、輝度信号は同一ラインの前後の標
本点から補間し、色信号は前フイールドの隣接ラ
イン上の上または下の同一位相の標本点から補間
すればよい。
このようなライン・フイールドオフセツトサブ
ナイキスト標本化信号を直接予測符号化するに
は、予測誤差を少なくするため、色信号の同一位
相の標本点を予測点に選ぶと、第６図のような
DPCM符号化器を用いることができる。図中、６
０１は入力信号xi（ｊ，ｋ）から２値前予測信号
xi（ｊ−４，ｋ）を引いて差分信号を出力する減
算器、６０２は前記差分信号を量子化して差分量
子化信号yi（ｊ，ｋ）を出力する量子化器、６０
３は前記差分量子化信号yi（ｊ，ｋ）と２値前予
測信号xi（ｊ−４，ｋ）を加えて量子化信号xi
（ｊ，ｋ）を再生する加算器、６０４は量子化信
号xi（ｊ，ｋ）を２標本点（補間点を含めると４
画素分）期間遅延するサンプル遅延素子、６０５
は前記２サンプル遅延素子６０４の出力信号に予
測係数ａを剰じて予測信号axi（ｊ−４，ｋ）を
形成する乗算器である。
ナイキスト標本化信号を直接予測符号化するに
は、予測誤差を少なくするため、色信号の同一位
相の標本点を予測点に選ぶと、第６図のような
DPCM符号化器を用いることができる。図中、６
０１は入力信号xi（ｊ，ｋ）から２値前予測信号
xi（ｊ−４，ｋ）を引いて差分信号を出力する減
算器、６０２は前記差分信号を量子化して差分量
子化信号yi（ｊ，ｋ）を出力する量子化器、６０
３は前記差分量子化信号yi（ｊ，ｋ）と２値前予
測信号xi（ｊ−４，ｋ）を加えて量子化信号xi
（ｊ，ｋ）を再生する加算器、６０４は量子化信
号xi（ｊ，ｋ）を２標本点（補間点を含めると４
画素分）期間遅延するサンプル遅延素子、６０５
は前記２サンプル遅延素子６０４の出力信号に予
測係数ａを剰じて予測信号axi（ｊ−４，ｋ）を
形成する乗算器である。
以上のDPCM符号化器は、色信号が同一位相と
なる２サンプル前の標本点を予測点としたもの
で、式で示すと次のとおりである。
なる２サンプル前の標本点を予測点としたもの
で、式で示すと次のとおりである。
yi（ｊ，ｋ）
＝xi（ｊ，ｋ）−axi（ｊ−４，ｋ）＋qi xi（ｊ，ｋ）
＝yi（ｊ，ｋ）＋axi（ｊ−４，ｋ） ここで、qiは量子化雑音と予測誤差雑音の重畳
されたものである。
＝xi（ｊ，ｋ）−axi（ｊ−４，ｋ）＋qi xi（ｊ，ｋ）
＝yi（ｊ，ｋ）＋axi（ｊ−４，ｋ） ここで、qiは量子化雑音と予測誤差雑音の重畳
されたものである。
上式で第ｉフイールドにおいてｊが偶数とすれ
ば、第ｉ−１フイールドにおいてｊは奇数とな
る。
ば、第ｉ−１フイールドにおいてｊは奇数とな
る。
従来のライン・フイールドオフセツトサブナイ
キスト標本化・２サンプル前予測符号化方式は以
上のようにして帯域圧縮処理されるので、予測符
号化の際の予測点として用いる色信号の位相がxi
（ｊ，ｋ）の標本点と同一になる標本点が２サン
プル前以外周辺に存在しない。このため、雑音成
分q1が増大し、これがサブナイキスト標本化信号
の補間再生に影響を及ぼし、輝度信号と色信号の
相互干渉まで誘起し、画質が劣化する欠点があ
る。
キスト標本化・２サンプル前予測符号化方式は以
上のようにして帯域圧縮処理されるので、予測符
号化の際の予測点として用いる色信号の位相がxi
（ｊ，ｋ）の標本点と同一になる標本点が２サン
プル前以外周辺に存在しない。このため、雑音成
分q1が増大し、これがサブナイキスト標本化信号
の補間再生に影響を及ぼし、輝度信号と色信号の
相互干渉まで誘起し、画質が劣化する欠点があ
る。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、NTSCカラーTV
信号を第７図に示すようにフイールドオフセツト
サブナイキスト標本化し、二次元予測差分符号化
を適用し、補間再生処理に際して色信号をフイー
ルド間補間することにより、画質劣化のない
NTSCカラーTV信号高能率帯域圧縮装置を提供
すること目的としている。
去するためになされたもので、NTSCカラーTV
信号を第７図に示すようにフイールドオフセツト
サブナイキスト標本化し、二次元予測差分符号化
を適用し、補間再生処理に際して色信号をフイー
ルド間補間することにより、画質劣化のない
NTSCカラーTV信号高能率帯域圧縮装置を提供
すること目的としている。
以下、この発明の一実施例を第１２図および第
１４図について説明する。
１４図について説明する。
第１２図の高能率帯域圧縮回路において、１２
０１はNTSCカラーTV信号を色信号副搬送波
scの４倍の周波数で標本化した後、デイジタル化
するサンプルホールド・Ａ／Ｄ変換器、１２０２
は前記４scにて標本化されたNTSCカラーTV
信号を、フイールド毎にオフセツトをかけた２
scの周波数で水平走査線上の所定の位置を標本化
抽出するデイジタルフイールドオフセツトサブナ
イキストサンプラー、１２０３は前記フイールド
オフセツトサブナイキストサンプラー１２０２に
て２ｃで標本化されたNTSCカラーTV信号Si
（ｊ，ｋ）と、予測信号Pi（ｊ，ｋ）の減算をお
こなう減算器、１２０４前記減算器１２０３の出
力信号を量子化して、量子化差分信号εｉ（ｊ，
ｋ）を形成する量子化器、１２０５は前記予測信
号Pi（ｊ，ｋ）と量子化差分信号εｉ（ｊ，ｋ）
を加えて、量子化予測再生信号Si（ｊ，ｋ）を復
元する加算器、１２０６は前記量子化予測再生信
号si（ｊ，ｋ）から２サンプル分（補間点を含め
ると４画素分）遅延させる２サンプル遅延素子、
１２０７は前記２サンプル前信号si（ｊ−４，
ｋ）に予測係数a1を乗ずる乗算器、１２０８は量
子化予測再生信号si（ｊ，ｋ）を１ライン＋１サ
ンプル分遅延させて、信号si（ｊ−２，ｋ−１）
を出力する１ライン＋１サンプル遅延素子、１２
０９は前記信号出力si（ｊ−２，ｋ−１）に予測
係数a2を乗ずる乗算器、１２１０は前記信号出力
si（ｊ−２，ｋ−１）を２サンプルル分遅延して
信号si（ｊ＋２，ｋ−１）を出力する２サンプル
遅延素子、１２１１は前記信号si（ｊ＋２，ｋ−
１）に予測係数a3を乗ずる乗算器、１２１２は前
記乗算器１２０７，１２０９および１２１１の出
力を加えて、予測信号pi（ｊ，ｋ）＝a1si（ｊ−
４，ｋ）a2si（ｊ−２，ｋ−１）＋a3si（ｊ＋２，
ｋ−１）を出力する加算器である。
０１はNTSCカラーTV信号を色信号副搬送波
scの４倍の周波数で標本化した後、デイジタル化
するサンプルホールド・Ａ／Ｄ変換器、１２０２
は前記４scにて標本化されたNTSCカラーTV
信号を、フイールド毎にオフセツトをかけた２
scの周波数で水平走査線上の所定の位置を標本化
抽出するデイジタルフイールドオフセツトサブナ
イキストサンプラー、１２０３は前記フイールド
オフセツトサブナイキストサンプラー１２０２に
て２ｃで標本化されたNTSCカラーTV信号Si
（ｊ，ｋ）と、予測信号Pi（ｊ，ｋ）の減算をお
こなう減算器、１２０４前記減算器１２０３の出
力信号を量子化して、量子化差分信号εｉ（ｊ，
ｋ）を形成する量子化器、１２０５は前記予測信
号Pi（ｊ，ｋ）と量子化差分信号εｉ（ｊ，ｋ）
を加えて、量子化予測再生信号Si（ｊ，ｋ）を復
元する加算器、１２０６は前記量子化予測再生信
号si（ｊ，ｋ）から２サンプル分（補間点を含め
ると４画素分）遅延させる２サンプル遅延素子、
１２０７は前記２サンプル前信号si（ｊ−４，
ｋ）に予測係数a1を乗ずる乗算器、１２０８は量
子化予測再生信号si（ｊ，ｋ）を１ライン＋１サ
ンプル分遅延させて、信号si（ｊ−２，ｋ−１）
を出力する１ライン＋１サンプル遅延素子、１２
０９は前記信号出力si（ｊ−２，ｋ−１）に予測
係数a2を乗ずる乗算器、１２１０は前記信号出力
si（ｊ−２，ｋ−１）を２サンプルル分遅延して
信号si（ｊ＋２，ｋ−１）を出力する２サンプル
遅延素子、１２１１は前記信号si（ｊ＋２，ｋ−
１）に予測係数a3を乗ずる乗算器、１２１２は前
記乗算器１２０７，１２０９および１２１１の出
力を加えて、予測信号pi（ｊ，ｋ）＝a1si（ｊ−
４，ｋ）a2si（ｊ−２，ｋ−１）＋a3si（ｊ＋２，
ｋ−１）を出力する加算器である。
第１４図の高能率帯域伸張回路において、１４
０１は、伝送されてくるフイールドオフセツトサ
ブナイキスト標本化・二次元予測DPCM符号化さ
れた量子化差分信号εｉ（ｊ，ｋ）に予測信号pi
（ｊ，ｋ）を加えて、量子化予測再生信号si
（ｊ，ｋ）を復号化する加算器、２サンプル遅延
素子１４０２から２サンプル前予測係数乗算器１
４０３、１ライン＋１サンプル遅延素子１４０
４、１ライン＋１サンプル前予測係数乗算器１４
０５、２サンプル遅延素子１４０６、１ライン−
１サンプル前予測係数乗算器 １４０７、および
加算器１４０８までは第１２図の二次元予測器と
同じで量子化予測再生信号pi（ｊ，ｋ）＝a1si
（ｊ−４，ｋ）＋a2si（ｊ−２，ｋ−１）＋a3si（ｊ
＋２，ｋ−１）を算出する予測回路を構成する。
１４０９は前記量子化予測再生信号si（ｊ，ｋ）
すなわちDPCM符号化・復号化系を通して再生さ
れたフイールドオフセツトサブナイキスト標本化
NTSCカラーTV信号を、輝度信号成分（低域成
分）yi（ｊ，ｋ）と色信号成分（高域成分）ci
（ｊ，ｋ）に分離するデイジタルフイルターから
なるyc分離回路、１４１０は前記輝度信号yi
（ｊ，ｋ）と色信号ci（ｊ，ｋ）を加えて量子化
予測再生信号si（ｊ，ｋ）を再合成する加算器、
１４１１は前記サブナイキスト標本化信号si
（ｊ，ｋ）を１サンプル期間ラツチ（補間点を含
めて２画素期間ラツチ）する１サンプル遅延素
子、１４１２は前記輝度信号yi（ｊ，ｋ）を１サ
ンプル期間遅延してyi（ｊ−２，ｋ）を出力する
１サンプル遅延素子、１４１３は前記輝度信号yi
（ｊ，ｋ）とyi（ｊ−２，ｋ）を加える加算器、
１４１４は前記加算器１４１２の出力信号を1/2
し、補間輝度信号yi（ｊ−１，ｋ）＝｛yi（ｊ，
ｋ）＋yi（ｊ−２，ｋ）｝／２を算出する除算器、
１４１５は前記色信号ci（ｊ，ｋ）を１フレーム
毎に符号を切り換えて、180゜位相反転した−ci
（ｊ，ｋ）を出力する色信号フレーム毎の位相反
転回路、１４１６は前記色信号フレーム毎の位相
反転回路１４１５の色信号出力±ci（ｊ，ｋ）を
１フイールド期間遅延し、補間色信号ci−１（ｊ
−１，ｋ）を出力する１フイールド遅延素子、１
４１７は前記補間輝度信号yi（ｊ−１，ｋ）と補
間色信号ci−１（ｊ−１，ｋ）を加えて、フイー
ルド補間カラーTV信号si（ｊ−１，ｋ）を算出
する加算器、１４１８は前記フイールドオフセツ
トサブナイキスト標本化カラーTV信号si（ｊ，
ｋ）と前記補間カラーTV信号si（ｊ−１，ｋ）
を交互にセレクトして４scの周波数レートの
NTSCカラーTV信号を補間再生する補間データ
セレクタである。
０１は、伝送されてくるフイールドオフセツトサ
ブナイキスト標本化・二次元予測DPCM符号化さ
れた量子化差分信号εｉ（ｊ，ｋ）に予測信号pi
（ｊ，ｋ）を加えて、量子化予測再生信号si
（ｊ，ｋ）を復号化する加算器、２サンプル遅延
素子１４０２から２サンプル前予測係数乗算器１
４０３、１ライン＋１サンプル遅延素子１４０
４、１ライン＋１サンプル前予測係数乗算器１４
０５、２サンプル遅延素子１４０６、１ライン−
１サンプル前予測係数乗算器 １４０７、および
加算器１４０８までは第１２図の二次元予測器と
同じで量子化予測再生信号pi（ｊ，ｋ）＝a1si
（ｊ−４，ｋ）＋a2si（ｊ−２，ｋ−１）＋a3si（ｊ
＋２，ｋ−１）を算出する予測回路を構成する。
１４０９は前記量子化予測再生信号si（ｊ，ｋ）
すなわちDPCM符号化・復号化系を通して再生さ
れたフイールドオフセツトサブナイキスト標本化
NTSCカラーTV信号を、輝度信号成分（低域成
分）yi（ｊ，ｋ）と色信号成分（高域成分）ci
（ｊ，ｋ）に分離するデイジタルフイルターから
なるyc分離回路、１４１０は前記輝度信号yi
（ｊ，ｋ）と色信号ci（ｊ，ｋ）を加えて量子化
予測再生信号si（ｊ，ｋ）を再合成する加算器、
１４１１は前記サブナイキスト標本化信号si
（ｊ，ｋ）を１サンプル期間ラツチ（補間点を含
めて２画素期間ラツチ）する１サンプル遅延素
子、１４１２は前記輝度信号yi（ｊ，ｋ）を１サ
ンプル期間遅延してyi（ｊ−２，ｋ）を出力する
１サンプル遅延素子、１４１３は前記輝度信号yi
（ｊ，ｋ）とyi（ｊ−２，ｋ）を加える加算器、
１４１４は前記加算器１４１２の出力信号を1/2
し、補間輝度信号yi（ｊ−１，ｋ）＝｛yi（ｊ，
ｋ）＋yi（ｊ−２，ｋ）｝／２を算出する除算器、
１４１５は前記色信号ci（ｊ，ｋ）を１フレーム
毎に符号を切り換えて、180゜位相反転した−ci
（ｊ，ｋ）を出力する色信号フレーム毎の位相反
転回路、１４１６は前記色信号フレーム毎の位相
反転回路１４１５の色信号出力±ci（ｊ，ｋ）を
１フイールド期間遅延し、補間色信号ci−１（ｊ
−１，ｋ）を出力する１フイールド遅延素子、１
４１７は前記補間輝度信号yi（ｊ−１，ｋ）と補
間色信号ci−１（ｊ−１，ｋ）を加えて、フイー
ルド補間カラーTV信号si（ｊ−１，ｋ）を算出
する加算器、１４１８は前記フイールドオフセツ
トサブナイキスト標本化カラーTV信号si（ｊ，
ｋ）と前記補間カラーTV信号si（ｊ−１，ｋ）
を交互にセレクトして４scの周波数レートの
NTSCカラーTV信号を補間再生する補間データ
セレクタである。
次にこの発明による高能率帯域圧縮方式の処理
手順について説明する。
手順について説明する。
NTSCカラーTV信号をフイールドオフセツト
をかけて色副搬送波ecの４倍の周波数で標本化
すると、画面上で第７図に示すような画素配列で
データ抽出される。このように、水平走査線上の
一定の位置を偶数フイールド・奇数フイールド毎
に１画素シフトして、正方格子状にデータ抽出さ
れた画素を、第１２図のサブナイキストサンプラ
ー１２０２にて白丸の画素のみ標本点として選択
して、フイールドオフセツトサブナイキスト標本
化する。この場合の４フイールド毎に位相が巡回
する色信号の標本点のタイミングを図示すると、
第８図および第９図のようになる。図から明らか
なように、色信号はフイールド毎に隣接する水平
走査線上で90゜（フレーム間にまたがるフイール
ドでは270゜）位相の異なる点を標本化すること
になる。したがつて、NTSCカラーTV信号から
輝度信号と色信号を分離して、前フイールドの隣
接水平走査線上の上部の色信号と現ラインの輝度
信号の前後２標本点の平均値とを加えて、補間
NTSCカラーTV信号を再生することが可能であ
る。また、色信号については、フレーム間にまた
がるフイールド補間の際、符号反転する必要があ
る。ここで、二次元予測DPCM符号化・復号化処
理を通したフイールドオフセツトサブナイキスト
標本化NTSCカラーTV信号をsi（ｊ，ｋ）（ここ
ではｉ，ｊ，ｋは正の整数）、輝度信号をyi
（ｊ，ｋ）、色信号をci（ｊ，ｋ）とすると、第１
４図のYC分離回路１４０９以降の補間処理によ
る４scのレートのNTSCカラーTV信号再生過
過は以下の式で表わされる。
をかけて色副搬送波ecの４倍の周波数で標本化
すると、画面上で第７図に示すような画素配列で
データ抽出される。このように、水平走査線上の
一定の位置を偶数フイールド・奇数フイールド毎
に１画素シフトして、正方格子状にデータ抽出さ
れた画素を、第１２図のサブナイキストサンプラ
ー１２０２にて白丸の画素のみ標本点として選択
して、フイールドオフセツトサブナイキスト標本
化する。この場合の４フイールド毎に位相が巡回
する色信号の標本点のタイミングを図示すると、
第８図および第９図のようになる。図から明らか
なように、色信号はフイールド毎に隣接する水平
走査線上で90゜（フレーム間にまたがるフイール
ドでは270゜）位相の異なる点を標本化すること
になる。したがつて、NTSCカラーTV信号から
輝度信号と色信号を分離して、前フイールドの隣
接水平走査線上の上部の色信号と現ラインの輝度
信号の前後２標本点の平均値とを加えて、補間
NTSCカラーTV信号を再生することが可能であ
る。また、色信号については、フレーム間にまた
がるフイールド補間の際、符号反転する必要があ
る。ここで、二次元予測DPCM符号化・復号化処
理を通したフイールドオフセツトサブナイキスト
標本化NTSCカラーTV信号をsi（ｊ，ｋ）（ここ
ではｉ，ｊ，ｋは正の整数）、輝度信号をyi
（ｊ，ｋ）、色信号をci（ｊ，ｋ）とすると、第１
４図のYC分離回路１４０９以降の補間処理によ
る４scのレートのNTSCカラーTV信号再生過
過は以下の式で表わされる。
補間輝度信号
yi（ｊ−１，ｋ） ＝１／２｛yi（ｊ−２，ｋ）＋yi
（ｊ，ｋ）｝
補間色信号
ci（ｊ−１，ｋ）＝±ci−１（ｊ−１，ｋ）
補間カラーTV信号
si（ｊ−１，ｋ）
＝yi（ｊ−１，ｋ）＋ci（ｊ−１，ｋ） 以上の過程で、フイールドオフセツトサブナイ
キスト標本化NTSCカラーTV信号si（ｊ，ｋ）
から補間再生された信号si（ｊ−１，ｋ）を、補
間データセレクタ１４１７で交互にセレクトし
て、４scの周波数レートをもつNTSCカラー
TV信号を再生できる。ここで、補間色信号の右
辺の符号は、フレーム間にわたるフイールド補間
の場合にマイナスとなる。
＝yi（ｊ−１，ｋ）＋ci（ｊ−１，ｋ） 以上の過程で、フイールドオフセツトサブナイ
キスト標本化NTSCカラーTV信号si（ｊ，ｋ）
から補間再生された信号si（ｊ−１，ｋ）を、補
間データセレクタ１４１７で交互にセレクトし
て、４scの周波数レートをもつNTSCカラー
TV信号を再生できる。ここで、補間色信号の右
辺の符号は、フレーム間にわたるフイールド補間
の場合にマイナスとなる。
以上の処理過程を周波数スペクトラム上で考察
する。NTSCカラーTV信号は輝度信号スペクト
ラムysの高域部と色信号スペクトラムCsが、第
１０図に示すように周波数軸上で交互にインター
リーブしている。この信号を２scでサブナイキ
スト標本化すると、第ｉ−１フイールドのｋライ
ンの各信号成分の折り返しスペクトラムは第１１
図ａのようになる。これに対し、第ｉフイールド
のｋラインのフイールドオフセツトサブナイキス
ト標本化カラーTV信号の周波数スペクトラムは
第１１図ｂのようになる。これを補間再生した４
scのNTSCカラーTV信号のスペクトラムは、
第１１図ｃのようにお互いに折り返し信号スペク
トラムを打ち消し合う。もちろん、送信側でＡ／
Ｄ変換器１２０１の前後および補間データセレク
タ１４１８の後に輝度信号の高域成分をカツトす
るくし形フイルタを挿入すれば、前記折り返しス
ペクトラムの混入は防げる。
する。NTSCカラーTV信号は輝度信号スペクト
ラムysの高域部と色信号スペクトラムCsが、第
１０図に示すように周波数軸上で交互にインター
リーブしている。この信号を２scでサブナイキ
スト標本化すると、第ｉ−１フイールドのｋライ
ンの各信号成分の折り返しスペクトラムは第１１
図ａのようになる。これに対し、第ｉフイールド
のｋラインのフイールドオフセツトサブナイキス
ト標本化カラーTV信号の周波数スペクトラムは
第１１図ｂのようになる。これを補間再生した４
scのNTSCカラーTV信号のスペクトラムは、
第１１図ｃのようにお互いに折り返し信号スペク
トラムを打ち消し合う。もちろん、送信側でＡ／
Ｄ変換器１２０１の前後および補間データセレク
タ１４１８の後に輝度信号の高域成分をカツトす
るくし形フイルタを挿入すれば、前記折り返しス
ペクトラムの混入は防げる。
次にフイールドオフセツトサブナイキスト標本
化と補間処理の間の二次元予測DPCM符号化器の
動作について説明する。予測符号化方式において
予測誤差による雑音を最も少なくするには、現標
本点に対し最も相関の大きい予測点を多数選択す
ることにある。しかし、NTSCカラーTV信号
は、色信号が約3.58MHzの搬送波で直角２相変調
されて輝度信号に重畳されているため、トランス
ペアレンシイのよい直接予測符号化をするには予
測点の選択が困難であつた。この発明によるフイ
ールドオフセツトサブナイキスト標本化方式では
上記の問題がない。今、第１２図に示す二次元予
測DPCM符号化器の減算器１２０３への第ｉフイ
ールドの信号入力をsi（ｊ，ｋ）とすると、この
標本点に対し色信号が同一位相となる点は、同一
フイールド内の近隣標本点で３点存在する。すな
わち、第７図、第８図および第９図から明らかな
ように、同一走査線上の２サンプル前si（ｊ−
４，ｋ）、前水平走査線上の左上si（ｊ−２，ｋ
−１）、および右上si（ｊ＋２，ｋ−１）が予測
点として選択できる。これらの予測点を用いた第
１２図に示す二次元予測DPCM符号化器による帯
域圧縮処理過程を数式で示すと次のとおりであ
る。つまり、二次元予測DPCM符号化器の量子化
予測差分信号出力をεｉ（ｊ，ｋ）とすると、 εｉ（ｊ，ｋ）
＝si（ｊ，ｋ）−pi（ｊ，ｋ）＋q2 si（ｊ，ｋ）＝εｉ（ｊ，ｋ）＋pi（ｊ，ｋ） pi（ｊ，ｋ）＝a1si（ｊ−４，ｋ）＋a2si
（ｊ−２，ｋ−１）＋a3si（ｊ＋２，ｋ−１） ここで、pi（ｊ，ｋ）は予測信号、a1，a2，a3
はsi（ｊ，ｋ）とsi（ｊ−４，ｋ）、si（ｊ−２，
ｋ−１）、およびsi（ｊ＋２，ｋ−１）の標本点
とのそれぞれの相関係数から求まる予測係数であ
る。q2＝si（ｊ，ｋ）−si（ｊ，ｋ）は予測誤差
および量子化誤差から生ずる雑音である。第１４
図に示す二次元予測DPCM復号器では、前記符号
化処理の逆の演算を実行して、量子化予測差分信
号から予測再生信号si（ｊ，ｋ）を復号する。こ
の信号si（ｊ，ｋ）が補間再生処理部のYC分離
回路１４０９の入力信号たるフイールドオフセツ
トサブナイキスト標本化NTSCカラーTV信号の
再生信号である。以上の二次元予測DPCM符号
化・復号化処理では、相関の大きい予測標本点が
近隣に３点とれるため、雑音q2を非常に小さく抑
圧することが可能である。
化と補間処理の間の二次元予測DPCM符号化器の
動作について説明する。予測符号化方式において
予測誤差による雑音を最も少なくするには、現標
本点に対し最も相関の大きい予測点を多数選択す
ることにある。しかし、NTSCカラーTV信号
は、色信号が約3.58MHzの搬送波で直角２相変調
されて輝度信号に重畳されているため、トランス
ペアレンシイのよい直接予測符号化をするには予
測点の選択が困難であつた。この発明によるフイ
ールドオフセツトサブナイキスト標本化方式では
上記の問題がない。今、第１２図に示す二次元予
測DPCM符号化器の減算器１２０３への第ｉフイ
ールドの信号入力をsi（ｊ，ｋ）とすると、この
標本点に対し色信号が同一位相となる点は、同一
フイールド内の近隣標本点で３点存在する。すな
わち、第７図、第８図および第９図から明らかな
ように、同一走査線上の２サンプル前si（ｊ−
４，ｋ）、前水平走査線上の左上si（ｊ−２，ｋ
−１）、および右上si（ｊ＋２，ｋ−１）が予測
点として選択できる。これらの予測点を用いた第
１２図に示す二次元予測DPCM符号化器による帯
域圧縮処理過程を数式で示すと次のとおりであ
る。つまり、二次元予測DPCM符号化器の量子化
予測差分信号出力をεｉ（ｊ，ｋ）とすると、 εｉ（ｊ，ｋ）
＝si（ｊ，ｋ）−pi（ｊ，ｋ）＋q2 si（ｊ，ｋ）＝εｉ（ｊ，ｋ）＋pi（ｊ，ｋ） pi（ｊ，ｋ）＝a1si（ｊ−４，ｋ）＋a2si
（ｊ−２，ｋ−１）＋a3si（ｊ＋２，ｋ−１） ここで、pi（ｊ，ｋ）は予測信号、a1，a2，a3
はsi（ｊ，ｋ）とsi（ｊ−４，ｋ）、si（ｊ−２，
ｋ−１）、およびsi（ｊ＋２，ｋ−１）の標本点
とのそれぞれの相関係数から求まる予測係数であ
る。q2＝si（ｊ，ｋ）−si（ｊ，ｋ）は予測誤差
および量子化誤差から生ずる雑音である。第１４
図に示す二次元予測DPCM復号器では、前記符号
化処理の逆の演算を実行して、量子化予測差分信
号から予測再生信号si（ｊ，ｋ）を復号する。こ
の信号si（ｊ，ｋ）が補間再生処理部のYC分離
回路１４０９の入力信号たるフイールドオフセツ
トサブナイキスト標本化NTSCカラーTV信号の
再生信号である。以上の二次元予測DPCM符号
化・復号化処理では、相関の大きい予測標本点が
近隣に３点とれるため、雑音q2を非常に小さく抑
圧することが可能である。
なお、図において遅延素子の記号に用いたＺ変
換の指数はサブナイキスト標本化の標本点の数に
対応している。ただし、補間点を含めるとこの指
数の２倍となる。
換の指数はサブナイキスト標本化の標本点の数に
対応している。ただし、補間点を含めるとこの指
数の２倍となる。
さらに、本発明による二次元予測符号化器の量
子化器１２０４として、第１３図に示すようなミ
ツドトレツド形のリミツタ付量子化特性を用いれ
ば、小さいガラス雑音の抑圧効果があるととも
に、過負荷に対する抑圧、すなわち、サブナイキ
スト標本化による折り返し雑音における最も影響
の大きい振幅レベルの大きい高域周波数成分に対
する抑圧効果がある。また、二次元予測符号化器
の３つの係数を操作して、垂直、水平および斜め
成分のビツト妨害等に対する雑音を抑圧すること
も可能である。
子化器１２０４として、第１３図に示すようなミ
ツドトレツド形のリミツタ付量子化特性を用いれ
ば、小さいガラス雑音の抑圧効果があるととも
に、過負荷に対する抑圧、すなわち、サブナイキ
スト標本化による折り返し雑音における最も影響
の大きい振幅レベルの大きい高域周波数成分に対
する抑圧効果がある。また、二次元予測符号化器
の３つの係数を操作して、垂直、水平および斜め
成分のビツト妨害等に対する雑音を抑圧すること
も可能である。
なお、上記実施例では、第１４図に示す受信側
高能率帯域伸張回路の色信号フイールド遅延のた
め、色信号のフレーム毎位相反転回路１４１５と
フイールド遅延素子１４１６を用いたが、これら
の代りに262ラインのサンプル遅延素子を用いて
もよい。すなわち、１フイールド後に色信号が同
一位相となる最隣接ラインは262ライン後であ
る。
高能率帯域伸張回路の色信号フイールド遅延のた
め、色信号のフレーム毎位相反転回路１４１５と
フイールド遅延素子１４１６を用いたが、これら
の代りに262ラインのサンプル遅延素子を用いて
もよい。すなわち、１フイールド後に色信号が同
一位相となる最隣接ラインは262ライン後であ
る。
以上のように、この発明によればNTSCカラー
TV信号をフイールドオフセツトサブナイキスト
標本化したのち二次元予測DPCM符号化し、受信
側でYC分離後色信号をフイールド補間するよう
に構成したので、画質劣化の少ない高能率帯域圧
縮が実現できる効果がある。
TV信号をフイールドオフセツトサブナイキスト
標本化したのち二次元予測DPCM符号化し、受信
側でYC分離後色信号をフイールド補間するよう
に構成したので、画質劣化の少ない高能率帯域圧
縮が実現できる効果がある。
第１図は、テレビジヨン信号の帯域圧縮デジタ
ル伝送装置の系統図、第２図および第３図は従来
のライン・フイールドオフセツトサブナイキスト
標本化によるNTSCカラーTV信号の標本点と補
間再生点の画素配列を示す説明図、第４図および
第５図はライン・フイールドオフセツトサブナイ
キスト標本化による標本点とNTSC色信号の４フ
イールド期間における位相関係を示した波形図、
第６図は、ライン・フイールドオフセツトサブナ
イキスト標本化されたNTSCカラーTV信号を２
値前予測差分符号化するDPCM符号化器の構成
図、第７図はこの発明のフイールドオフセツトサ
ブナイキスト標本化によるNTSCカラーTV信号
の標本点と補間再生点の画素配列を示す説明図、
第８図および第９図はフイールドオフセツトサブ
ナイキスト標本化による標本点とNTSC色信号の
４フイールド期間における位相関係を示した波形
図、第１０図はNTSCカラーTV信号の輝度信号
スペクトラムの高域部と色信号スペクトラムが周
波数インターリーブした状態を示す図、第１１図
ａはフイールドオフセツトサブナイキスト標本化
NTSCカラーTV信号の第ｉ−１フイールドｋラ
インの周波数スペクトラム、第１１図ｂはフイー
ルドオフセツトサブナイキスト標本化NTSCカラ
ーTV信号の第ｉフイールドｋラインの周波数ス
ペクトラム、第１１図ｃは標本化信号の周波数ス
ペクトラムａとｂの平均化周波数スペクトラム、
第１２図はこの発明における高能率帯域圧縮回路
の一実施例を示すブロツク図、第１３図は第１２
図の二次元予測差分符号化器の量子化器の量子化
特性曲線を示す図、第１４図はこの発明における
高能率帯域圧縮回路にて帯域圧縮されたNTSCカ
ラーTV信号を二次元予測増分復号化しさらにフ
イールド補間処理にて信号再生を行なう高能率帯
域伸張回路の一実施例を示すブロツク図である。 １２０１……サンプルホールド・Ａ／Ｄ変換
器、１２０２……サブナイキストサンプラー、１
２０３……減算器、１２０４……量子化器、１２
０５，１２１２，１４０１，１４０８，１４１
０，１４１３，１４１６……加算器、１２０６，
１２１０，１４０２，１４０６……２サンプル遅
延素子、１２０７，１４０３……２サンプル前予
測係数乗算器、１２０８，１４０４……１ライン
＋１サンプル遅延素子、１２０９，１４０５……
１ライン＋１サンプル前予測係数乗算器、１２１
１，１４０７……１ライン−１サンプル前予測係
数乗算器、１４０９……YC分離回路、１４１
１，１４１２……１サンプル遅延素子、１４１４
……除算器、１４１５……位相反転回路、１４１
６……１フイールドサンプル遅延素子、１４１８
……補間データセレクタ。なお、図中同一符号
は、同一または相当部分を示す。
ル伝送装置の系統図、第２図および第３図は従来
のライン・フイールドオフセツトサブナイキスト
標本化によるNTSCカラーTV信号の標本点と補
間再生点の画素配列を示す説明図、第４図および
第５図はライン・フイールドオフセツトサブナイ
キスト標本化による標本点とNTSC色信号の４フ
イールド期間における位相関係を示した波形図、
第６図は、ライン・フイールドオフセツトサブナ
イキスト標本化されたNTSCカラーTV信号を２
値前予測差分符号化するDPCM符号化器の構成
図、第７図はこの発明のフイールドオフセツトサ
ブナイキスト標本化によるNTSCカラーTV信号
の標本点と補間再生点の画素配列を示す説明図、
第８図および第９図はフイールドオフセツトサブ
ナイキスト標本化による標本点とNTSC色信号の
４フイールド期間における位相関係を示した波形
図、第１０図はNTSCカラーTV信号の輝度信号
スペクトラムの高域部と色信号スペクトラムが周
波数インターリーブした状態を示す図、第１１図
ａはフイールドオフセツトサブナイキスト標本化
NTSCカラーTV信号の第ｉ−１フイールドｋラ
インの周波数スペクトラム、第１１図ｂはフイー
ルドオフセツトサブナイキスト標本化NTSCカラ
ーTV信号の第ｉフイールドｋラインの周波数ス
ペクトラム、第１１図ｃは標本化信号の周波数ス
ペクトラムａとｂの平均化周波数スペクトラム、
第１２図はこの発明における高能率帯域圧縮回路
の一実施例を示すブロツク図、第１３図は第１２
図の二次元予測差分符号化器の量子化器の量子化
特性曲線を示す図、第１４図はこの発明における
高能率帯域圧縮回路にて帯域圧縮されたNTSCカ
ラーTV信号を二次元予測増分復号化しさらにフ
イールド補間処理にて信号再生を行なう高能率帯
域伸張回路の一実施例を示すブロツク図である。 １２０１……サンプルホールド・Ａ／Ｄ変換
器、１２０２……サブナイキストサンプラー、１
２０３……減算器、１２０４……量子化器、１２
０５，１２１２，１４０１，１４０８，１４１
０，１４１３，１４１６……加算器、１２０６，
１２１０，１４０２，１４０６……２サンプル遅
延素子、１２０７，１４０３……２サンプル前予
測係数乗算器、１２０８，１４０４……１ライン
＋１サンプル遅延素子、１２０９，１４０５……
１ライン＋１サンプル前予測係数乗算器、１２１
１，１４０７……１ライン−１サンプル前予測係
数乗算器、１４０９……YC分離回路、１４１
１，１４１２……１サンプル遅延素子、１４１４
……除算器、１４１５……位相反転回路、１４１
６……１フイールドサンプル遅延素子、１４１８
……補間データセレクタ。なお、図中同一符号
は、同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ NTSC方式カラーテレビジヨンをフイールド
毎にオフセツトした色副搬送波の２倍の周波数で
標本化し、奇数フイールドと偶数フイールドの間
において画面上で正方格子状の標本点配列が水平
方向にもインターレースするようにデータ抽出す
るフイールドオフセツト形サブナイキスト標本化
部と、前記各フイールド内で正方格子状にサブナ
イキスト標本化されたNTSC方式カラーテレビジ
ヨン信号を入力標本点の２サンプル前および前水
平走査線の左上と右上の３つの標本点を予測点と
して予測器を構成しフイルド内二次元予測符号化
する二次元予測DPCM符号化部と、前記二次元予
測DPCM符号化された帯域圧縮信号を前記予測器
と同一のものを用いて逆の演算をしDPCM復号化
する二次元予測DPCM復号部と、前記DPCM復号
部で復号されたフイールドオフセツトサブナイキ
スト標本化NTSC方式カラーテレビジヨン信号を
輝度信号成分と色信号成分に分離して、輝度信号
は隣接標本点の平均値また色信号は前フイールド
の隣接ライン上の上または下の標本点から色信号
の位相が連続となるようにフイールド補間して、
輝度信号成分と色信号成分を再合成し標本点の間
の補間NTSC方式カラーテレビジヨン信号を形成
する補間信号形成部と、前記フイールドオフセツ
トサブナイキスト標本化NTSC方式カラーテレビ
ジヨン信号とこれから形成されるフイールド補間
NTSC方式カラーテレビジヨン信号を交互に切り
換えて信号抽出し見かけ上色副搬送波の４倍で標
本化したNTSC方式カラーテレビジヨン信号を再
生する補間処理部とを備えたことを特徴とする
NTSC方式カラーテレビジヨン信号高能率帯域圧
縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55144866A JPS5767392A (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Compressor for ntsc system color television signal high efficiency band |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55144866A JPS5767392A (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Compressor for ntsc system color television signal high efficiency band |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5767392A JPS5767392A (en) | 1982-04-23 |
| JPS6137836B2 true JPS6137836B2 (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=15372210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55144866A Granted JPS5767392A (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Compressor for ntsc system color television signal high efficiency band |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5767392A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728433B2 (ja) * | 1986-01-24 | 1995-03-29 | 日本ビクター株式会社 | カラ−映像信号磁気記録装置及びカラー映像信号磁気記録再生装置 |
-
1980
- 1980-10-15 JP JP55144866A patent/JPS5767392A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5767392A (en) | 1982-04-23 |
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