(57)【要約】【課題】定輝度原理を満足する定輝度伝送を行いつつ、非線形変換の圧縮伸長に起因するＳＮ比の低下を抑制することが可能な映像信号送信装置を提供する。【解決手段】映像信号送信装置１は、線形信号の色信号を混合して輝度信号を生成する輝度信号生成手段１０と、赤信号および青信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段１１と、抽出した各信号をダウンサンプルするダウンサンプル手段１２と、ダウンサンプルした各信号と輝度信号生成手段１０で生成した輝度信号とを非線形信号に変換する非線形変換手段１３と、を備え、非線形輝度信号と低域非線形赤信号と低域非線形青信号とを伝送用の映像信号とすることを特徴とする。【選択図】図２
2011166546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置において、
線形信号である前記三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段と、
この帯域制限手段で抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段と、
前記輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号を、非線形変換により非線形輝度信号に変換し、前記ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とをそれぞれ低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とに変換する非線形変換手段と、を備え、
出力手段を介して、前記非線形変換手段で変換した非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号を前記伝送用の映像信号として出力することを特徴とする映像信号送信装置。
【請求項２】
入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成するために、コンピュータを、
線形信号である前記三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である輝度信号を生成する輝度信号生成手段、
前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段、
この帯域制限手段で抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段、
前記輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号を、非線形変換により非線形輝度信号に変換し、前記ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とをそれぞれ低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とに変換する非線形変換手段、として機能させ、
出力手段を介して、前記非線形変換手段で変換した非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号を前記伝送用の映像信号として出力することを特徴とする伝送用映像信号生成プログラム。
【請求項３】
三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換する映像信号受信装置であって、
送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記非線形輝度信号を線形輝度信号に変換し、前記低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とをそれぞれ低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とに変換する線形変換手段と、
この線形変換手段で変換した線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する帯域制限手段と、
前記線形変換手段で変換した低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とを、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段と、
前記帯域制限手段で抽出した低域線形輝度信号と、前記アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形第１色信号および低域線形第２色信号とから、低域線形第３色信号を生成する色信号生成手段と、
前記線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する高域信号生成手段と、
前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号に前記高域輝度信号を加算することで、前記色信号である第１ないし第３色信号を生成する高域信号加算手段と、
を備えることを特徴とする映像信号受信装置。
【請求項４】
三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換するために、コンピュータを、
送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記非線形輝度信号を線形輝度信号に変換し、前記低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とをそれぞれ低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とに変換する線形変換手段、
この線形変換手段で変換した線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する帯域制限手段、
前記線形変換手段で変換した低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とを、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段、
前記帯域制限手段で抽出した低域線形輝度信号と、前記アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形第１色信号および低域線形第２色信号とから、低域線形第３色信号を生成する色信号生成手段、
前記線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する高域信号生成手段、
前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号に前記高域輝度信号を加算することで、前記色信号である第１ないし第３色信号を生成する高域信号加算手段、
として機能させることを特徴とする伝送用映像信号変換プログラム。
【請求項５】
三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置と、前記映像信号を受信して、当該映像信号を前記色信号に変換する映像信号受信装置とからなる映像信号伝送システムであって、
前記映像信号送信装置は、
線形信号である前記三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分の信号を抽出する帯域制限手段と、
この帯域制限手段で抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルするダウンサンプル手段と、
前記輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号を、非線形変換により非線形輝度信号に変換し、前記ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とをそれぞれ低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とに変換する非線形変換手段と、を備え、
前記非線形変換手段で変換した非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号を前記伝送用の映像信号とし、
前記映像信号受信装置は、
送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、前記非線形輝度信号を線形輝度信号に変換し、前記低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とをそれぞれ低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とに変換する線形変換手段と、
この線形変換手段で変換した線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する第２の帯域制限手段と、
前記線形変換手段で変換した低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とを、前記線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルするアップサンプル手段と、
前記第２の帯域制限手段で抽出した低域線形輝度信号と、前記アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形第１色信号および低域線形第２色信号とから、低域線形第３色信号を生成する色信号生成手段と、
前記線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する高域信号生成手段と、
前記低域線形第１色信号、前記低域線形第２色信号および前記低域線形第３色信号に前記高域輝度信号を加算することで、前記色信号である第１ないし第３色信号を生成する高域信号加算手段と、
を備えることを特徴とする映像信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号の伝送技術に係る映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビジョン映像信号を伝送する手法として、カメラで撮影した、あるいは、電子的に生成した三原色の色信号であるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号およびＢ（青）信号から、輝度信号と色差信号とを生成し伝送する手法が用いられている（非特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、図１３を参照して、従来の輝度信号と色差信号とにより映像信号を伝送する手法（従来手法１）について説明する。まず、図１３（ａ）に示すように、映像信号の送信装置１Ｃは、非線形変換手段（ガンマ補正手段）５０によって、線形信号であるＲＧＢ信号に対してガンマ補正（受信装置２Ｂのガンマ特性の逆特性）を行うことで、信号レベルの小さい領域については信号を伸長し、信号レベルの大きい領域については信号の圧縮を行う処理（非線形圧縮伸長処理）を行う。これによって、線形信号であるＲＧＢ信号が、非線形信号であるＲαＧαＢα信号に変換される。
そして、送信装置１Ｃは、マトリクス変換手段５１によって、ガンマ補正されたＲαＧαＢα信号に対して、以下の（１）式に示すマトリクス変換を行って、輝度信号Ｙ′と、色差信号Ｃｂ′，Ｃｒ′とを生成する。
【０００４】
【数１】
2011166546.tif 000003
【０００５】
ここで、ｒ，ｇ，ｂは輝度信号を生成するための係数で、例えば、ＨＤＴＶ信号規格であれば、ｒ＝０．２１２６、ｇ＝０．７１５２、ｂ＝０．０７２２である。
また、ｋｃｂ，ｋｃｒは、（Ｂα−Ｙ′）や（Ｒα−Ｙ′）が元の信号（Ｂ（Ｂα），Ｒ（Ｒα））の約２倍のダイナミックレンジを持つため、色差信号Ｃｂ′，Ｃｒ′をそのダイナミックレンジ内に収めるための係数である。
【０００６】
そして、送信装置１Ｃは、色差信号Ｃｂ′，Ｃｒ′に対して、帯域制限手段（ＬＰＦ；低域通過フィルタ）５２によって、低域周波数成分を抽出する帯域制限を行い、ダウンサンプル手段５３によって、画素を水平方向、あるいは、水平垂直方向に１画素置きにダウンサンプルすることで、色差信号Ｃｂ′ＬＤ，Ｃｒ′ＬＤに変換する。
これによって、送信装置１Ｃは、４：２：２形式、４：２：０形式等の信号（Ｙ′，Ｃｂ′ＬＤ，Ｃｒ′ＬＤ）を生成する。
このように生成された輝度信号Ｙ′と色差信号Ｃｂ′ＬＤ，Ｃｒ′ＬＤとが受信側に送信される。
【０００７】
一方、図１３（ｂ）に示すように、映像信号の受信装置２Ｃは、受信した映像信号のうち、色差信号Ｃｂ′ＬＤ，Ｃｒ′ＬＤについては、アップサンプル手段６０によって、アップサンプリングを行うことで、サンプル数および画素構造を輝度信号Ｙ′と同じサンプル数および画素構造に戻す。
そして、受信装置２Ｃは、逆マトリクス変換手段６１によって、前記（１）式の逆変換（逆マトリクス変換）を行うことで、ＲαＧαＢα信号を生成する。
そして、受信装置２Ｃは、線形変換手段６２によって、ＲαＧαＢα信号に、送信装置１Ｃの非線形変換手段５０におけるガンマ補正の逆特性を与えることで、ＲＧＢ信号を生成する。なお、この線形変換手段６２は、表示装置がＣＲＴ等のガンマ特性を有する表示装置であれば、当該表示装置に相当し、ＲαＧαＢα信号が、表示装置のガンマ特性を経た光として再生される。
【０００８】
しかし、この手法では、マトリクス変換手段５１において、ガンマ補正を行った非線形なＲＧＢ信号（ＲαＧαＢα信号）から、輝度信号と色差信号とを生成し、さらに、帯域制限手段５２によって、色差信号を帯域制限している。そのため、受信装置２Ｂでは、輝度信号、色差信号からＲＧＢ信号を復元した際に、輝度情報を正しく再現できないという問題がある。これは、輝度を復元するための情報は、伝送用の輝度信号だけで伝送され、色信号に影響されないことが重要であるという定輝度原理を満足しないためである（非特許文献１参照）。
さらに、この手法では、色差信号への帯域制限が、非線形信号に対する帯域制限であるため、非線形信号に含まれる情報（高調波成分）の一部が帯域制限によって失われてしまい、色情報が正しく再現できないという問題もある。
【０００９】
この問題を解決するには、輝度信号を線形なＲＧＢ信号から生成するとともに、非線形信号に対して帯域制限を行うのではなく、線形信号に対して帯域制限を行えばよい。このような手法として、ＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）のアナログ伝送方式（ＭＵＳＥ方式）が採用した方式が存在する。
【００１０】
ここで、図１４を参照して、従来の輝度信号と色差信号とにより映像信号を伝送する他の手法（従来手法２）であるＭＵＳＥ方式の伝送手法について説明する。
図１４（ａ）に示すように、ＭＵＳＥ方式の送信装置１Ｄは、図１３（ａ）で説明した送信装置１Ｃに対して、非線形変換手段５０を、マトリクス変換手段５１、帯域制限手段５２やダウンサンプル手段５３の後段に設けている。
【００１１】
また、図１４（ｂ）に示すように、ＭＵＳＥ方式の受信装置２Ｄは、図１３（ｂ）で説明した受信装置２Ｃに対して、線形変換手段６２を逆マトリクス変換手段６１よりも前段に配置し、受信した輝度信号、色差信号を最初に線形信号に変換する構成としている。
すなわち、送信装置１Ｄでは、線形信号であるＲ，Ｂ信号と、線形信号である輝度信号Ｙの差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに対して帯域制限を行った後、ガンマ補正を行い伝送用の映像信号を生成している。
このようにＭＵＳＥ方式の伝送手法では、定輝度原理を満足する定輝度伝送が可能になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】日下秀夫  監修，「カラー画像工学」，映像情報メディア学会，オーム社，１９９７年４月２５日，ｐｐ．１２６−１２９
【非特許文献２】ITU-R BT.709：Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記したように、従来手法１は、定輝度原理を満足しないため、受信側において、輝度情報や色情報を正しく再現できないという問題がある。
一方、前記した従来手法２は、従来手法１に比べて、輝度情報や色情報を正しく再現することが可能である。しかし、従来手法２は、差信号Ｒ−Ｙ（図１４中、Ｃｒ等）、差信号Ｂ−Ｙ（図１４中、Ｃｂ等）に対して、非線形変換を行うため、振幅の大きな信号（差信号が大きい＝高彩度部）において、振幅を圧縮する変換が行われることになる。
そのため、従来手法２は、高彩度部において、ＳＮ比（signal-to-noise ratio；信号対雑音比）が、低下するという問題がある。
【００１４】
なお、従来のＭＵＳＥ方式では、色差信号の非線形特性を輝度信号よりも緩やかな特性とするとともに、振幅を２倍にすることで、高彩度部のＳＮ比の低下を抑制していた。しかし、アナログ映像信号において振幅を２倍にするということは、デジタル映像信号においてはビット数を増やす必要があり、映像信号のデータ量が増えてしまうという問題がある。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、定輝度原理を満足する定輝度伝送を行いつつ、非線形変換（ガンマ補正）の圧縮伸長に起因するＳＮ比の低下を抑制することが可能な映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の映像信号送信装置は、入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置において、輝度信号生成手段と、帯域制限手段と、ダウンサンプル手段と、非線形変換手段と、を備える構成とした。
【００１７】
かかる構成において、映像信号送信装置は、輝度信号生成手段によって、線形信号である三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する。このように、線形な色信号から輝度信号を生成することで、非線形な色信号から輝度信号を生成する場合に比べて、より正確な輝度信号を生成することができる。
【００１８】
そして、映像信号送信装置は、帯域制限手段によって、第１色信号および第２色信号から低域周波数成分の信号を抽出し、ダウンサンプル手段によって、抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。なお、帯域制限手段やダウンサンプル手段は、４：２：２形式や４：２：０形式等で予め定められた周波数やサンプル比に応じて帯域制限やダウンサンプルを行えばよい。
【００１９】
そして、映像信号送信装置は、非線形変換手段によって、輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号を、非線形変換により非線形輝度信号に変換し、ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とをそれぞれ低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とに変換する。
この非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号が、伝送用の映像信号となる。
【００２０】
なお、４：２：２形式や４：２：０形式といった色差信号を帯域制限した信号は、高域周波数成分については輝度情報のみを伝送することと等価であり、ディスプレイで再生される映像信号は、ＲＧＢ信号のそれぞれの低域周波数成分と、輝度信号の高域周波数成分である。
【００２１】
すなわち、本発明に係る映像信号送信装置は、非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号によって、ＲＧＢ信号の低域周波数成分が伝送され、輝度情報の高域周波数成分は、非線形輝度信号に含まれる高域周波数成分によって伝送されることになり、４：２：２形式等の信号形式の条件を満足するものである。
【００２２】
また、請求項２に記載の伝送用映像信号生成プログラムは、入力された三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成するために、コンピュータを、輝度信号生成手段、帯域制限手段、ダウンサンプル手段、非線形変換手段、として機能させる構成とした。
【００２３】
かかる構成において、伝送用映像信号生成プログラムは、輝度信号生成手段によって、線形信号である三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する。
そして、伝送用映像信号生成プログラムは、帯域制限手段によって、第１色信号および第２色信号から低域周波数成分の信号を抽出し、ダウンサンプル手段によって、抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。
【００２４】
そして、伝送用映像信号生成プログラムは、非線形変換手段によって、輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号を、非線形変換により非線形輝度信号に変換し、ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とをそれぞれ低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とに変換する。
この非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号が、伝送用の映像信号となる。
【００２５】
さらに、請求項３に記載の映像信号受信装置は、三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換する映像信号受信装置であって、線形変換手段と、帯域制限手段と、アップサンプル手段と、色信号生成手段と、高域信号生成手段と、高域信号加算手段と、を備える構成とした。
【００２６】
かかる構成において、映像信号受信装置は、線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、非線形輝度信号を線形輝度信号に変換し、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とをそれぞれ線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とに変換する。なお、非線形輝度信号は、送信側において、線形信号である色信号から生成した輝度信号に非線形変換を行ったものであるため、この非線形変換の逆特性を与えることで、輝度信号が正確に再現される。
【００２７】
そして、映像信号受信装置は、帯域制限手段によって、線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する。
また、映像信号受信装置は、アップサンプル手段によって、線形変換手段で変換した低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とを、線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルする。
そして、映像信号受信装置は、色信号生成手段によって、帯域制限手段で抽出した低域線形輝度信号と、アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形第１色信号および低域線形第２色信号とから、低域線形第３色信号を生成する。
【００２８】
また、映像信号受信装置は、高域信号生成手段によって、線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する。
そして、映像信号受信装置は、高域信号加算手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号に高域輝度信号を加算する。これによって、映像信号受信装置は、色信号である第１ないし第３色信号を生成することができる。
【００２９】
また、請求項４に記載の伝送用映像信号変換プログラムは、三原色の色信号である第１ないし第３色信号から生成した輝度信号を非線形変換した非線形輝度信号と、前記第１色信号および第２色信号から低域周波数成分を抽出しダウンサンプルした後に非線形変換した低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号とを伝送用の映像信号として受信して、色信号に変換するために、コンピュータを、線形変換手段、帯域制限手段、アップサンプル手段、色信号生成手段、高域信号生成手段、高域信号加算手段、として機能させる構成とした。
【００３０】
かかる構成において、伝送用映像信号変換プログラムは、線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、非線形輝度信号を線形輝度信号に変換し、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とをそれぞれ線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とに変換する。
【００３１】
そして、伝送用映像信号変換プログラムは、帯域制限手段によって、線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する。
また、伝送用映像信号変換プログラムは、アップサンプル手段によって、線形変換手段で変換した低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とを、線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルする。
そして、伝送用映像信号変換プログラムは、色信号生成手段によって、帯域制限手段で抽出した低域線形輝度信号と、アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形第１色信号および低域線形第２色信号とから、低域線形第３色信号を生成する。
【００３２】
また、伝送用映像信号変換プログラムは、高域信号生成手段によって、線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する。
そして、伝送用映像信号変換プログラムは、高域信号加算手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号に高域輝度信号を加算する。これによって、伝送用映像信号変換プログラムは、色信号である第１ないし第３色信号を生成することができる。
【００３３】
また、請求項５に記載の映像信号伝送システムは、三原色の色信号である第１ないし第３色信号から伝送用の映像信号を生成して送信する映像信号送信装置と、前記映像信号を受信して、当該映像信号を前記色信号に変換する映像信号受信装置とからなる映像信号伝送システムであって、前記映像信号送信装置は、輝度信号生成手段と、帯域制限手段と、ダウンサンプル手段と、非線形変換手段と、を備え、前記映像信号受信装置は、線形変換手段と、第２の帯域制限手段と、アップサンプル手段と、色信号生成手段と、高域信号生成手段と、高域信号加算手段と、を備える構成とした。
【００３４】
かかる構成において、映像信号伝送システムは、映像信号の送信側の映像信号送信装置が、輝度信号生成手段によって、線形信号である三原色の色信号を予め定めた混合比率で混合することで線形な輝度信号である線形輝度信号を生成する。
そして、映像信号送信装置は、帯域制限手段によって、第１色信号および第２色信号から低域周波数成分の信号を抽出し、ダウンサンプル手段によって、抽出した各信号を予め定めたサンプリング間隔でダウンサンプルする。
【００３５】
そして、映像信号送信装置は、非線形変換手段によって、輝度信号生成手段で生成した線形輝度信号を、非線形変換により非線形輝度信号に変換し、ダウンサンプル手段でダウンサンプルした低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とをそれぞれ低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とに変換する。
この非線形輝度信号、低域非線形第１色信号および低域非線形第２色信号が、伝送用の映像信号となる。
【００３６】
そして、映像信号の受信側の映像信号受信装置は、線形変換手段によって、送信側の非線形変換の逆特性を与えることにより、非線形輝度信号を線形輝度信号に変換し、低域非線形第１色信号と低域非線形第２色信号とをそれぞれ線形信号である低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とに変換する。
そして、映像信号受信装置は、第２の帯域制限手段によって、線形輝度信号から低域周波数成分を抽出する。
【００３７】
また、映像信号受信装置は、アップサンプル手段によって、線形変換手段で変換した低域線形第１色信号と低域線形第２色信号とを、線形輝度信号と同じサンプル数並びに画素構造となるようにアップサンプルする。
そして、映像信号受信装置は、色信号生成手段によって、第２の帯域制限手段で抽出した低域線形輝度信号と、アップサンプル手段でアップサンプルした低域線形第１色信号および低域線形第２色信号とから、低域線形第３色信号を生成する。
【００３８】
また、映像信号受信装置は、高域信号生成手段によって、線形輝度信号から、当該線形輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号を生成する。
そして、映像信号受信装置は、高域信号加算手段によって、低域線形第１色信号、低域線形第２色信号および低域線形第３色信号に高域輝度信号を加算する。これによって、映像信号受信装置は、色信号である第１ないし第３色信号を生成することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
請求項１〜５に記載の発明によれば、線形な色信号から輝度信号を生成するため、より正確な輝度信号を生成することができ、輝度を復元するための情報を、伝送用の輝度信号によって正しく伝送することができる。これによって、請求項１〜５に記載の発明は、定輝度原理を満足した輝度の伝送が可能になり、受信側において正しく輝度の情報を再現することが可能になる。
【００４０】
また、請求項１〜５に記載の発明によれば、線形な色信号を帯域制限およびダウンサンプルした後に非線形信号に変換するため、非線形信号に含まれる情報が帯域制限によって失われることがない。これによって、請求項１〜５に記載の発明は、色の情報を低歪みで再現することが可能になる。
また、請求項１〜５に記載の発明によれば、色差信号を用いないため、色差信号に対する非線形変換を行う処理がなく、映像信号のビット数を増加させずに高精細部におけるＳＮ比の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る映像信号伝送システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置の構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置の構成を示すブロック構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置が送信するＹＢＲ形式の信号をからＹＣＣ形式の信号に変換する送信信号変換装置の構成を示すブロック構成図である。
【図７】図６の送信信号変換装置が送信するＹＣＣ形式の信号を、本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置で受信可能なＹＢＲ形式の信号に変換する受信信号変換装置の構成を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る映像信号伝送システムの構成を示すシステム構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置の構成を示すブロック構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置の構成を示すブロック構成図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態に係る映像信号受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来の映像信号を伝送する手法（従来手法１）を説明するための図であって、（ａ）は送信装置、（ｂ）は受信装置の構成を示すブロック構成図である。
【図１４】従来の映像信号を伝送する手法（従来手法２）を説明するための図であって、（ａ）は送信装置、（ｂ）は受信装置の構成を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１実施形態：映像信号伝送システムの構成］
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る映像信号伝送システムの構成について説明する。
【００４３】
映像信号伝送システムＳは、デジタル映像信号（以下、単に映像信号という）を、輝度信号と２つの色信号とで扱うＹＢＲコンポーネント方式の伝送システムである。
この映像信号伝送システムＳは、図１に示すように、伝送路Ｎを介して映像信号を伝送する。ここでは、映像信号伝送システムＳは、映像信号を送信する側に映像信号送信装置１を備え、伝送路Ｎを介して映像信号を受信する側に映像信号受信装置２を備えている。
【００４４】
映像信号送信装置１は、三原色の色信号であるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号およびＢ（青）信号から伝送用の映像信号を生成して送信するものである。
この映像信号送信装置１は、カメラＣから入力したＲＧＢ信号から、非線形圧縮伸長を行った輝度信号（Ｙα）と２つの色信号の低域周波数成分（ＢＬＤα，ＲＬＤα）とを生成し、ケーブル、通信回線等の伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に送信する。また、ここでは、映像信号送信装置１は、ＲＧＢ信号をカメラＣから入力しているが、映像信号を電子的に生成する装置、例えば、ＣＧ装置等から入力する構成であっても構わない。
【００４５】
映像信号受信装置２は、輝度信号と２つの色信号の低域周波数成分とを受信し、当該信号からＲＧＢ信号を生成し出力するものである。
この映像信号受信装置２は、伝送路Ｎを介して、映像信号送信装置１から、輝度信号（Ｙα）と２つの色信号の低域周波数成分（ＢＬＤα，ＲＬＤα）とを受信し、ＲＧＢ信号として表示装置Ｄに出力する。なお、表示装置Ｄは、映像信号受信装置２の内部に備える構成であっても構わない。
【００４６】
また、映像信号受信装置２が出力したＲＧＢ信号を、各種の映像信号処置装置で処理した後、再び映像信号伝送システムで伝送してもよい。
以下、本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置１および映像信号受信装置２の構成について説明する。
【００４７】
〔映像信号送信装置の構成〕
最初に、図２を参照（適宜図１参照）して、本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置１の構成について説明を行う。ここでは、映像信号送信装置１は、輝度信号生成手段１０と、帯域制限手段１１と、ダウンサンプル手段１２と、非線形変換手段１３と、を備えている。なお、映像信号送信装置１は、ＲＧＢ信号を入力する入力手段や、輝度信号と色信号の低域周波数成分とを、伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。
【００４８】
また、この映像信号送信装置１に入力されるＲＧＢ信号は、その信号レベルと光強度とが線形な関係を有する線形信号とする。なお、ＲＧＢ信号がガンマ補正された非線形信号である場合は、入力したＲＧＢ信号に逆ガンマ特性により線形信号に変換する線形変換手段（図示せず）をさらに備えることとする。
【００４９】
輝度信号生成手段１０は、入力手段（不図示）を介して入力した線形信号であるＲＧＢ信号を予め定めた混合比率で混合することで輝度信号を生成するものである。この輝度信号生成手段１０は、以下の（２）式に示す混合式によって、線形な輝度信号である輝度信号（線形輝度信号）Ｙを生成する。
【００５０】
【数２】
2011166546.tif 000004
【００５１】
ここで、ｒ，ｇ，ｂは輝度信号を生成するための係数である。この係数は、ＲＧＢ信号から輝度信号を生成する一般的な規格に準拠すればよく、例えば、ＨＤＴＶ信号規格であれば、ｒ＝０．２１２６、ｇ＝０．７１５２、ｂ＝０．０７２２である。あるいは、厳密に輝度を表すことにはならないが、これらを簡略化して、ｒ＝０．２、ｇ＝０．７、ｂ＝０．１等としてもよい。
この輝度信号生成手段１０は、生成した輝度信号Ｙを非線形変換手段１３に出力する。
【００５２】
帯域制限手段１１は、入力手段（不図示）を介して入力したＢ信号およびＲ信号から、それぞれ予め定めた低域周波数成分の信号（ＢＬ，ＲＬ）を抽出するものである。この帯域制限手段１１は、一般的な低域通過フィルタによって構成することができる。
【００５３】
また、この低域周波数成分は、後記するダウンサンプル手段１２におけるダウンサンプルの度合いに応じて予め定まるもので、例えば、ダウンサンプルを１／２にする場合であれば、周波数成分の低域周波数側の半分の成分とする。
【００５４】
すなわち、例えば、映像信号の伝送形式を４：２：２形式とする場合、帯域制限手段１１は、水平の１次元フィルタで構成することができ、水平方向の周波数成分のうち低域周波数側の半分の帯域の信号のみを通過させるものとする。また、例えば、映像信号の伝送形式を４：２：０形式とする場合、帯域制限手段１１は、水平垂直の２次元フィルタで構成することができ、水平方向および垂直方向の周波数成分のうちそれぞれ低域周波数側の半分の帯域の信号のみを通過させるものとする。
この帯域制限手段１１は、抽出した各信号（ＢＬ，ＲＬ）を、ダウンサンプル手段１２に出力する。
【００５５】
ダウンサンプル手段１２は、帯域制限手段１１で抽出した各信号（ＢＬ，ＲＬ）を予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルするものである。
このサンプリング間隔は、映像信号の伝送形式に応じて予め定められている間隔である。例えば、映像信号の伝送形式を４：２：２形式とする場合、ダウンサンプル手段１２は、画素を水平方向に１画素置きにダウンサンプルする。また、例えば、映像信号の伝送形式を４：２：０形式とする場合、ダウンサンプル手段１２は、画素を水平方向、垂直方向ともに１画素置きにダウンサンプルする。
【００５６】
なお、帯域制限手段１１におけるフィルタ特性と、ダウンサンプル手段１２におけるダウンサンプル比とを変えることで、４：２：２形式や４：２：０形式以外の形式、例えば、３：１：１形式等所望のサンプル数比とすることが可能である。
このダウンサンプル手段１２は、ダウンサンプルした各信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）を、非線形変換手段１３に出力する。
【００５７】
非線形変換手段１３は、ダウンサンプル手段１２でダウンサンプルした線形信号である各信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）と、輝度信号生成手段１０で生成した線形信号である輝度信号Ｙとを、非線形信号に変換するものである。
この非線形変換は、信号レベルの小さい領域については信号を伸長し、信号レベルの大きい領域については信号の圧縮を行う処理（非線形圧縮伸長処理）である。一般的に、非線形変換は、以下の（３）式や（４）式で表すことができる。
【００５８】
【数３】
2011166546.tif 000005
【００５９】
ここで、Ｅは非線形変換前の線形信号、Ｅ′は非線形変換後の非線形信号、α，ａ，ｂ，ｃ，ｄは係数を表している。なお、Ｅが小さい領域については、Ｅ′＝ｅＥ（ｅは係数）で表されるに対して線形特性を与える場合もある。
例えば、ＨＤＴＶ信号規格では、線形信号Ｅから非線形信号Ｅ′への変換式は、以下の（５）式に示すように規定されている。
【００６０】
【数４】
2011166546.tif 000006
【００６１】
非線形変換手段１３は、この（５）式を用いて非線形変換を行うこととしてもよい。
なお、ここでは、前記（３）式を簡略化し、ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝０とすることで、Ｅα（αのべき乗表記）を、非線形変換手段１３における非線形変換後の非線形信号の表記とする。
【００６２】
すなわち、非線形変換手段１３は、ダウンサンプル手段１２でダウンサンプルした信号ＢＬＤを低域非線形青信号ＢＬＤαに変換し、信号ＲＬＤを低域非線形赤信号ＲＬＤαに変換する。さらに、非線形変換手段１３は、輝度信号生成手段１０で生成した線形信号である輝度信号Ｙを非線形変換することで、非線形輝度信号Ｙαに変換する。
【００６３】
この非線形変換手段１３で変換した非線形輝度信号Ｙα、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαが、外部に出力する伝送用の映像信号となる。
このように、非線形変換手段１３で変換した非線形輝度信号Ｙα、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαは、図示を省略した出力手段を介して、映像信号受信装置２に送信される。
【００６４】
以上、本発明の第１実施形態に係る映像信号送信装置１の構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号送信装置１をソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号生成プログラムによって動作させることができる。
【００６５】
〔映像信号受信装置の構成〕
次に、図３を参照（適宜図１参照）して、本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置２の構成について説明を行う。ここでは、映像信号受信装置２は、線形変換手段２０と、帯域制限手段２１と、高域信号生成手段２２と、アップサンプル手段２３と、色信号生成手段２４と、高域信号加算手段２５と、を備えている。なお、映像信号受信装置２は、伝送路Ｎを介して、輝度信号（Ｙα）と色信号の低域周波数成分（ＢＬＤα，ＲＬＤα）とを入力する入力手段や、ＲＧＢ信号を出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。
【００６６】
線形変換手段２０は、映像信号送信装置１から送信され、入力手段（不図示）を介して入力した輝度信号（非線形輝度信号Ｙα）と、色信号の低域周波数成分（低域非線形青信号ＢＬＤα，低域非線形赤信号ＲＬＤα）とを、映像信号送信装置１において行う非線形変換の逆特性を与えることにより、線形な輝度信号（Ｙ）と、線形な低域周波数成分の色信号（低域線形青信号ＢＬＤ，低域線形赤信号ＲＬＤ）とに変換するものである。なお、この非線形輝度信号Ｙαは、映像信号送信装置１において、前記（２）式によって、線形信号であるＲＧＢ信号から生成された後、非線形変換されたものであるため、線形変換手段２０において、その非線形変換の逆特性による変換を行うことで、（線形）輝度信号Ｙが正しく再現されることになる。
この線形変換手段２０は、変換した線形輝度信号Ｙを、帯域制限手段２１と高域信号生成手段２２とに出力する。また、線形変換手段２０は、変換した低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤをアップサンプル手段２３に出力する。
【００６７】
帯域制限手段２１は、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、予め定めた低域周波数成分（ＹＬ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段２１は、映像信号送信装置１の帯域制限手段１１（図２参照）と同じ低域周波数成分を抽出するものとする。この帯域制限手段２１は、抽出した信号（低域線形輝度信号ＹＬ）を、高域信号生成手段２２と色信号生成手段２４とに出力する。
【００６８】
高域信号生成手段２２は、線形変換手段２０で変換した線形輝度信号Ｙから、高域周波数成分の信号（高域輝度信号ＹＨ）を抽出するものである。ここでは、高域信号生成手段２２は、線形輝度信号Ｙから、帯域制限手段２１で帯域制限した低域線形輝度信号ＹＬを減算することで、線形輝度信号Ｙの高域周波数成分である高域輝度信号ＹＨを生成する。
【００６９】
なお、この高域信号生成手段２２は、線形輝度信号Ｙから、予め定めた高域周波数成分を抽出するものとして構成してもよい。この場合、高域信号生成手段２２は、一般的な高域通過フィルタによって構成することができる。また、この高域周波数成分は、帯域制限手段２１において行う低域周波数成分の残りの高域側の成分として予め定めておくものとする。なお、高域信号生成手段２２を高域通過フィルタで構成する場合、高域信号生成手段２２は、帯域制限手段２１で帯域制限した低域線形輝度信号ＹＬを使用しない。
この高域信号生成手段２２は、生成した高域輝度信号ＹＨを、高域信号加算手段２５に出力する。
【００７０】
アップサンプル手段２３は、線形変換手段２０で変換した線形信号である低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルするものである。
【００７１】
例えば、映像信号送信装置１から送信される映像信号の伝送形式が４：２：２形式である場合、アップサンプル手段２３は、水平方向に１画素ごとに画素の挿入を行う。また、映像信号送信装置１から送信される映像信号の伝送形式が４：２：０形式である場合、アップサンプル手段２３は、水平方向、垂直方向ともに１画素ごとに画素の挿入を行う。なお、ここで、画素の挿入は、隣接画素からの補間フィルタより求めた画素値の画素を挿入する。
【００７２】
このアップサンプル手段２３は、アップサンプルした低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬを、色信号生成手段２４と高域信号加算手段２５とに出力する。
【００７３】
色信号生成手段２４は、帯域制限手段２１で帯域制限した低域線形輝度信号ＹＬと、アップサンプル手段２３でアップサンプルした低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬとから、低域線形緑信号ＧＬを生成するものである。この色信号生成手段２４は、以下の（６）式によって、低域線形緑信号ＧＬを生成する。
【００７４】
【数５】
2011166546.tif 000007
【００７５】
ここで、ｒ，ｇ，ｂは、映像信号送信装置１の輝度信号生成手段１０（図２参照）において、前記（２）式で用いた係数と同じものである。
この色信号生成手段２４は、生成した低域線形緑信号ＧＬを、高域信号加算手段２５に出力する。
【００７６】
高域信号加算手段２５は、アップサンプル手段２３でアップサンプルした低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬと、色信号生成手段２４で生成した低域線形緑信号ＧＬとに、それぞれ高域信号生成手段２２で生成した高域輝度信号ＹＨを加算することで、ＲＧＢ信号を生成するものである。すなわち、高域信号加算手段２５は、以下の（７）式によって、ＲＧＢ信号を生成する。
【００７７】
【数６】
2011166546.tif 000008
【００７８】
このように、高域信号加算手段２５は、ＲＧＢ信号の帯域制限した低域周波数成分の信号（ＲＬ，ＧＬ，ＢＬ）と、輝度信号の高域周波数成分の信号（ＹＨ）とから、ＲＧＢ信号を生成することができる。
【００７９】
以上、本発明の第１実施形態に係る映像信号受信装置２の構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号受信装置２をソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号変換プログラムによって動作させることができる。
【００８０】
［第１実施形態：映像信号伝送システムの動作］
次に、本発明の第１実施形態に係る映像信号伝送システムＳの動作について説明する。なお、以下では、映像信号送信装置１の動作、映像信号受信装置２の動作について順次説明を行う。
【００８１】
〔映像信号送信装置の動作〕
最初に、図４を参照（適宜図１，図２参照）して、映像信号送信装置１の動作について説明する。
【００８２】
まず、映像信号送信装置１は、図示を省略した入力手段によって、外部から映像信号を入力する（ステップＳ１）。なお、この映像信号は、線形信号である三原色信号（ＲＧＢ信号）である。
そして、映像信号送信装置１は、輝度信号生成手段１０によって、ステップＳ１で入力したＲＧＢ信号を予め定めた混合比率で混合することで輝度信号Ｙを生成する（ステップＳ２）。具体的には、輝度信号生成手段１０は、前記（２）式によって輝度信号Ｙを生成する。
【００８３】
そして、映像信号送信装置１は、帯域制限手段１１によって、ステップＳ１で入力したＢ信号およびＲ信号から、予め定めた低域周波数成分（ＢＬ，ＲＬ）を抽出する（ステップＳ３）。
さらに、映像信号送信装置１は、ダウンサンプル手段１２によって、ステップＳ３で抽出した各信号（ＢＬ，ＲＬ）を、伝送形式（４：２：２形式、４：２：０形式等）により予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルした信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）を生成する（ステップＳ４）。
【００８４】
そして、映像信号送信装置１は、非線形変換手段１３によって、ステップＳ４で生成した低域周波数成分の信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）と、ステップＳ２で生成した輝度信号Ｙとを、非線形変換により非線形信号に変換する（ステップＳ５）。すなわち、非線形変換手段１３は、輝度信号Ｙを非線形輝度信号Ｙαに変換し、低域線形青信号ＢＬＤを低域非線形青信号ＢＬＤαに変換し、低域線形赤信号ＲＬＤを低域非線形赤信号ＲＬＤαに変換する。
【００８５】
その後、映像信号送信装置１は、図示を省略した出力手段によって、ステップＳ５で変換した非線形輝度信号Ｙαと、低域非線形青信号ＢＬＤαと、低域非線形赤信号ＲＬＤαとを、伝送用の映像信号として、伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に出力する（ステップＳ６）。
以上の動作によって、映像信号送信装置１は、輝度信号（非線形輝度信号Ｙα）と、色信号（低域非線形青信号ＢＬＤα，低域非線形赤信号ＲＬＤα）とを、映像信号受信装置２に送信することができる。
【００８６】
〔映像信号受信装置の動作〕
次に、図５を参照（適宜図１，図３参照）して、映像信号受信装置２の動作について説明する。
【００８７】
まず、映像信号受信装置２は、図示を省略した入力手段によって、映像信号送信装置１から、伝送路Ｎを介して、伝送用の映像信号である輝度信号（非線形輝度信号Ｙα）と色信号（低域非線形青信号ＢＬＤα，低域非線形赤信号ＲＬＤα）とを入力する（ステップＳ１０）。
そして、映像信号受信装置２は、線形変換手段２０によって、ステップＳ１０で入力した非線形輝度信号Ｙα、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαに非線形変換の逆特性を与えることで、各信号を、それぞれ線形輝度信号Ｙ、低域線形青信号ＢＬＤ，低域線形赤信号ＲＬＤに変換する（ステップＳ１１）。
【００８８】
そして、映像信号受信装置２は、帯域制限手段２１によって、ステップＳ１１で変換した線形輝度信号Ｙから、低域周波数成分（ＹＬ）を抽出する（ステップＳ１２）。
【００８９】
そして、映像信号受信装置２は、高域信号生成手段２２によって、ステップＳ１１で変換した線形輝度信号Ｙから、ステップＳ１２で抽出した低域線形輝度信号ＹＬを減算することで、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号ＹＨを生成する（ステップＳ１３）。
【００９０】
また、映像信号受信装置２は、アップサンプル手段２３によって、ステップＳ１１で変換した低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤを、（線形）輝度信号Ｙと同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする（ステップＳ１４）。
【００９１】
そして、映像信号受信装置２は、色信号生成手段２４によって、ステップＳ１２で帯域制限した低域線形輝度信号ＹＬと、ステップＳ１４でアップサンプルした低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬとから、低域線形緑信号ＧＬを生成する（ステップＳ１５）。具体的には、色信号生成手段２４は、前記（６）式によって低域線形緑信号ＧＬを生成する。
【００９２】
そして、映像信号受信装置２は、高域信号加算手段２５によって、ステップＳ１４でアップサンプルした低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬと、ステップＳ１５で生成した低域線形緑信号ＧＬとに、ステップＳ１３で生成した高域輝度信号ＹＨを加算することで、ＲＧＢ信号を生成する（ステップＳ１６）。
【００９３】
その後、映像信号受信装置２は、図示を省略した出力手段によって、ステップＳ１６で生成したＲＧＢ信号（映像信号）を出力する（ステップＳ１７）。
以上の動作によって、映像信号受信装置２は、映像信号送信装置１から出力される輝度信号（非線形輝度信号Ｙα）と色信号（低域非線形青信号ＢＬＤα，低域非線形赤信号ＲＬＤα）とから、三原色信号（ＲＧＢ信号）の映像信号を生成することができる。
【００９４】
〔色再現誤差の比較〕
次に、本発明の第１実施形態に係る映像信号伝送システムＳ（映像信号送信装置１、映像信号受信装置２）による映像信号の伝送方式と、従来手法による映像信号の伝送方式との性能の比較について説明する。
ここでは、一般的な色再現の評価方法であるＬ＊ａ＊ｂ＊均等色空間における色の誤差を示す指標ΔＥａｂ＊を用いて、８ビットの非線形Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のすべての組み合わせについて再現される色の誤差ΔＥａｂ＊を集計した。なお、従来手法は、図１４に示した従来手法２である。
【００９５】
【表１】
2011166546.tif 000009
【００９６】
この表に示すように、色の誤差ΔＥａｂ＊の平均値および最大値ともに本発明の手法が小さい値となっており、本発明の手法が従来手法に比べて、色再現誤差が大きく改善していることが分かる。
このように本発明は、定輝度伝送を可能にしつつ、ＳＮ比の低下を抑制することができる。
【００９７】
以上、第１実施形態に係る映像信号伝送システムの構成および動作について説明した。この第１実施形態では、輝度信号と２つの色信号とで扱うＹＢＲコンポーネント方式の伝送システムであるが、映像信号を圧縮符号化するデジタル圧縮符号化装置等では、輝度信号と色差信号とを用いて映像信号を圧縮符号化するものが存在する。
【００９８】
そこで、ここでは、第１実施形態に係る映像信号伝送システムの映像信号送信装置１が送信する映像信号を、輝度信号と２つの色差信号からなるＹＣＣ形式の映像信号に変換する送信信号変換装置と、当該送信信号変換装置が変換したＹＣＣ形式の映像信号を、映像信号受信装置２が受信するためのＹＢＲ形式の映像信号に変換する受信信号変換装置とについて説明する。
【００９９】
〔送信信号変換装置の構成〕
まず、図６を参照して、送信信号変換装置３の構成について説明を行う。ここでは、送信信号変換装置３は、線形変換手段３０と、帯域制限手段３１と、ダウンサンプル手段３２と、非線形変換手段３３と、色差信号生成手段３４と、を備えている。なお、送信信号変換装置３は、映像信号送信装置１において生成される輝度信号および色信号を入力する入力手段や、輝度信号と色差信号を外部に出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。
【０１００】
線形変換手段３０は、入力手段（不図示）を介して入力した輝度信号（非線形輝度信号Ｙα）を、映像信号送信装置１において行う非線形変換の逆特性を与えることにより、線形な輝度信号（線形輝度信号Ｙ）に変換するものである。
この線形変換手段３０は、変換した線形輝度信号Ｙを、帯域制限手段３１に出力する。
【０１０１】
帯域制限手段３１は、線形変換手段３０で変換した線形輝度信号Ｙから、予め定めた低域周波数成分（ＹＬ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段３１は、映像信号送信装置１の帯域制限手段１１（図２参照）と同じ低域周波数成分を抽出するものとする。この帯域制限手段３１は、抽出した信号（低域線形輝度信号ＹＬ）を、ダウンサンプル手段３２に出力する。
【０１０２】
ダウンサンプル手段３２は、帯域制限手段３１で抽出した低域線形輝度信号ＹＬを予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルするものである。なお、このダウンサンプル手段３２は、映像信号送信装置１のダウンサンプル手段１２（図２参照）と同じサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルするものとする。
このダウンサンプル手段３２は、ダウンサンプルした低域線形輝度信号ＹＬＤを、非線形変換手段３３に出力する。
【０１０３】
非線形変換手段３３は、ダウンサンプル手段３２でダウンサンプルした線形信号である低域線形輝度信号ＹＬＤを、非線形信号（低域非線形輝度信号ＹＬＤα）に変換するものである。なお、この非線形変換手段３３は、映像信号送信装置１の非線形変換手段１３（図２参照）において行う非線形変換と同じ変換を行うものとする。
この非線形変換手段３３は、変換した低域非線形輝度信号ＹＬＤαを、色差信号生成手段３４に出力する。
【０１０４】
色差信号生成手段３４は、非線形変換手段３３で変換した低域非線形輝度信号ＹＬＤαと、入力手段（不図示）を介して入力した低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαとから、これら信号を予め定めた混合比率で混合することによって２つの色差信号を生成するものである。２つの色差信号を、青信号と輝度信号の差信号および赤信号と輝度信号の差信号で表現することが多いが、この場合、この色差信号生成手段３４は、以下の（８）式に示すように、低域非線形青信号ＢＬＤαと低域非線形輝度信号ＹＬＤαとの差信号を色差信号ＣｂＬＤαとし、低域非線形赤信号ＲＬＤαと低域非線形輝度信号ＹＬＤαとの差信号を色差信号ＣｒＬＤαとする。
【０１０５】
【数７】
2011166546.tif 000010
【０１０６】
なお、色差信号生成手段３４は、色差信号のダイナミックレンジを輝度信号のダイナミックレンジと同じにするために、予め定めた係数で除算することとしてもよい。
すなわち、色差信号生成手段３４は、以下の（９）式に示すように、低域非線形青信号ＢＬＤαと低域非線形輝度信号ＹＬＤαとの差信号を係数ｋｃｂで除算することで色差信号ＣｂＬＤαとし、低域非線形赤信号ＲＬＤαと低域非線形輝度信号ＹＬＤαとの差信号を係数ｋｃｒで除算することで色差信号ＣｒＬＤαとする。なお、この係数ｋｃｂ，ｋｃｒは、色差信号のダイナミックレンジを輝度信号のダイナミックレンジと同じにするための係数であるが、簡略化してそれぞれの値を“２”としてもよい。
【０１０７】
【数８】
2011166546.tif 000011
【０１０８】
この色差信号生成手段３４で生成した色差信号ＣｂＬＤα，ＣｒＬＤαは、図示を省略した出力手段を介して、外部に出力される。なお、輝度信号については、出力手段（不図示）は、入力手段（不図示）を介して入力した非線形輝度信号Ｙαをそのまま出力する。
このように、送信信号変換装置３は、映像信号送信装置１において生成した映像信号を、輝度信号と２つの色差信号とのＹＣＣ形式の映像信号に変換することができる。
【０１０９】
以上、本発明の実施形態に係る送信信号変換装置３の構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この送信信号変換装置３をソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる送信信号変換プログラムによって動作させることができる。
【０１１０】
また、ここでは、送信信号変換装置３を、映像信号送信装置１（図２参照）から出力される映像信号を変換するものとして、映像信号送信装置１とは別体の装置として構成したが、送信信号変換装置３を、映像信号送信装置１の内部に組み込んで構成してもよい。
この場合、送信信号変換装置３は、映像信号送信装置１の非線形変換手段１３の後段に配置すればよい。そして、線形変換手段３０は、非線形変換手段１３から非線形輝度信号Ｙαを入力し、色差信号生成手段３４は、非線形変換手段１３から低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを入力する。
これによって、映像信号送信装置１を、ＹＣＣ形式の映像信号を送信する装置として構成することができる。
【０１１１】
〔受信信号変換装置の構成〕
次に、図７を参照して、受信信号変換装置４の構成について説明する。ここでは、受信信号変換装置４は、線形変換手段３０と、帯域制限手段３１と、ダウンサンプル手段３２と、非線形変換手段３３と、色信号生成手段４０と、を備えている。
色信号生成手段４０以外の構成については、図６で説明した送信信号変換装置３と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
色信号生成手段４０は、非線形変換手段３３で変換した低域非線形輝度信号ＹＬＤαと、入力手段（不図示）を介して入力した色差信号ＣｂＬＤα，ＣｒＬＤαとから、色信号である低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを生成するものである。この色信号の生成は、色差信号生成の逆変換に相当する。
【０１１３】
この色信号生成手段４０は、色差信号生成手段３４（図６参照）において、前記（８）式によって、色差信号ＣｂＬＤα，ＣｒＬＤαを演算する場合、以下の（１０）式により、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを生成する。
【０１１４】
【数９】
2011166546.tif 000012
【０１１５】
また、色信号生成手段４０は、色差信号生成手段３４（図６参照）において、前記（９）式によって、色差信号ＣｂＬＤα，ＣｒＬＤαを演算する場合、以下の（１１）式により、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを生成する。
【０１１６】
【数１０】
2011166546.tif 000013
【０１１７】
なお、色差信号生成手段３４（図６参照）において、どのような混合比率で色差信号を生成するか、例えば、前記（８）式によって色差信号ＣｂＬＤα，ＣｒＬＤαを生成するか、前記（９）式によって色差信号ＣｂＬＤα，ＣｒＬＤαを生成するかは、受信信号変換装置４において既知であるものとする。
この色信号生成手段４０で生成した低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαは、図示を省略した出力手段を介して、外部に出力される。なお、輝度信号については、出力手段（不図示）は、入力手段（不図示）を介して入力した非線形輝度信号Ｙαをそのまま出力する。
【０１１８】
このように、受信信号変換装置４は、送信信号変換装置３において生成される輝度信号と２つの色差信号とのＹＣＣ形式の映像信号を、輝度信号と２つの色信号とのＹＢＲ形式の映像信号に変換することができる。そして、この映像信号を、映像信号受信装置２（図３参照）への入力信号とすることができる。
【０１１９】
以上、本発明の実施形態に係る受信信号変換装置４の構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この受信信号変換装置４をソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる受信信号変換プログラムによって動作させることができる。
【０１２０】
また、ここでは、受信信号変換装置４を、映像信号受信装置２（図３参照）に、変換した映像信号を出力するものとして、映像信号受信装置２とは別体の装置として構成したが、受信信号変換装置４を、映像信号受信装置２の内部に組み込んで構成してもよい。
この場合、受信信号変換装置４は、映像信号受信装置２の線形変換手段２０の前段に配置すればよい。そして、入力手段（不図示）は、入力した非線形輝度信号Ｙαを線形変換手段２０に出力し、色信号生成手段４０は、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを線形変換手段２０に出力する。
これによって、映像信号受信装置２を、ＹＣＣ形式の映像信号を受信する装置として構成することができる。
【０１２１】
［第２実施形態：映像信号伝送システムの構成］
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る映像信号伝送システムの構成について説明する。
【０１２２】
映像信号伝送システムＳＢは、デジタル映像信号（映像信号）として、ＲＧＢの各色信号を帯域制限した低域周波数成分に、その色信号のいずれか１つに輝度信号の高域周波数成分を付加して伝送するシステムである。
この映像信号伝送システムＳＢは、図８に示すように、伝送路Ｎを介して映像信号を伝送する。ここでは、映像信号伝送システムＳＢは、映像信号を送信する側に映像信号送信装置１Ｂを備え、伝送路Ｎを介して映像信号を受信する側に映像信号受信装置２Ｂを備えている。
【０１２３】
映像信号送信装置１Ｂは、三原色の色信号であるＲ（赤）信号、Ｇ（緑）信号およびＢ（青）信号から伝送用の映像信号を生成して送信するものである。
この映像信号送信装置１Ｂは、カメラＣから入力したＲＧＢ信号の各色信号の低域周波数成分のいずれか（ここでは、Ｇ信号の成分）に輝度信号の高域周波数成分を付加して、ケーブル、通信回線等の伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２に送信する。また、ここでは、映像信号送信装置１Ｂは、ＲＧＢ信号をカメラＣから入力しているが、映像信号伝送システムＳ（図１参照）と同様、ＣＧ装置等の映像信号を電子的に生成する装置から入力する構成であっても構わない。
【０１２４】
映像信号受信装置２Ｂは、ＲＧＢ信号の各色信号の低域周波数成分のいずれかに輝度信号の高域周波数成分が付加された信号を受信し、当該信号からＲＧＢ信号を生成し出力するものである。
この映像信号受信装置２Ｂは、伝送路Ｎを介して、映像信号送信装置１Ｂから、色信号の低域周波数成分のいずれかに輝度信号の高域周波数成分が付加された信号を受信し、ＲＧＢ信号として表示装置Ｄに出力する。なお、表示装置Ｄは、映像信号受信装置２Ｂの内部に備える構成であっても構わない。
【０１２５】
また、この映像信号伝送システムＳＢでは、Ｇ信号の低域周波数成分に輝度信号の高域周波数成分を付加することとしたが、この輝度信号の高域周波数成分は、どの色信号に付加することとしてもよい。
以下、本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂおよび映像信号受信装置２Ｂの構成について説明する。
【０１２６】
〔映像信号送信装置の構成〕
まず、図９を参照（適宜図２，図８参照）して、本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂの構成について説明を行う。ここでは、映像信号送信装置１Ｂは、輝度信号生成手段１０と、帯域制限手段１１Ｂと、ダウンサンプル手段１２と、非線形変換手段１３Ｂと、高域信号生成手段１４と、高域信号加算手段１５と、を備えている。
なお、帯域制限手段１１Ｂ、非線形変換手段１３Ｂ、高域信号生成手段１４および高域信号加算手段１５以外の構成については、図２で説明した映像信号送信装置１と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２７】
また、映像信号送信装置１Ｂは、ＲＧＢ信号を入力する入力手段や、輝度信号の高域周波数成分と色信号の低域周波数成分とを、伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２Ｂに出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。
また、この映像信号送信装置１Ｂに入力されるＲＧＢ信号は、映像信号送信装置１と同様、線形信号とする。
【０１２８】
帯域制限手段１１Ｂは、入力手段（不図示）を介して入力したＧ信号、Ｂ信号およびＲ信号とから、それぞれ予め定めた低域周波数成分の信号（ＧＬ，ＢＬ，ＲＬ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段１１Ｂにおける帯域制限の処理内容は、入出力信号が異なるのみで、図２で説明した帯域制限手段１１と同一であるため、説明を省略する。
この帯域制限手段１１Ｂは、抽出した信号（低域線形緑信号ＧＬ）を高域信号加算手段１５に出力し、抽出した信号（低域線形青信号ＢＬ，低域線形赤信号ＲＬ）をダウンサンプル手段１２に出力する。
【０１２９】
高域信号生成手段１４は、輝度信号生成手段１０で生成した線形輝度信号Ｙから、高域周波数成分の信号（高域輝度信号ＹＨ）を抽出するものである。ここでは、高域信号生成手段１４は、帯域制限手段１４１と、減算手段１４２と、を備えている。
【０１３０】
帯域制限手段１４１は、輝度信号生成手段１０で生成した輝度信号Ｙから、予め定めた低域周波数成分の信号（ＹＬ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段１４１における帯域制限の処理内容は、入出力信号が異なるのみで、図２で説明した帯域制限手段１１と同一であるため、説明を省略する。この帯域制限手段１４１は、抽出した信号（低域線形輝度信号ＹＬ）を減算手段１４２に出力する。
【０１３１】
減算手段１４２は、輝度信号生成手段１０で生成した輝度信号Ｙから、帯域制限手段１４２で帯域制限した低域線形輝度信号ＹＬを減算することで、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号ＹＨを生成するものである。この減算手段１４２は、生成した高域輝度信号ＹＨを高域信号加算手段１５に出力する。
【０１３２】
なお、この高域信号生成手段１４は、線形輝度信号Ｙから、予め定めた高域周波数成分を抽出するものとして構成してもよい。この場合、高域信号生成手段１４は、一般的な高域通過フィルタによって構成することができる。また、この高域周波数成分は、帯域制限手段１１Ｂにおいて行う低域周波数成分の残りの高域側の成分として予め定めておくものとする。なお、高域信号生成手段１４を高域通過フィルタで構成する場合、帯域制限手段１１Ｂは、低域線形輝度信号ＹＬを生成する必要はない。
この高域信号生成手段１４は、生成した高域輝度信号ＹＨを、高域信号加算手段１５に出力する。
【０１３３】
高域信号加算手段１５は、高域信号生成手段１４で生成した高域輝度信号ＹＨと、帯域制限手段１１Ｂで帯域制限した低域線形緑信号ＧＬとを加算するものである。この高域信号加算手段１５で生成される線形な信号（輝度加算緑信号）は、高域周波数成分が、輝度信号Ｙの高域周波数成分であり、低域周波数成分が、Ｇ信号の低域周波数成分となる。
この高域信号加算手段１５は、生成した輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）を、非線形変換手段１３Ｂに出力する。
【０１３４】
非線形変換手段１３Ｂは、ダウンサンプル手段１２でダウンサンプルした線形信号である各信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）と、高域信号加算手段１５で生成した線形信号である輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）とを、非線形信号に変換するものである。
すなわち、非線形変換手段１３Ｂは、ダウンサンプル手段１２でダウンサンプルした信号ＢＬＤを低域非線形青信号ＢＬＤαに変換し、信号ＲＬＤを低域非線形赤信号ＲＬＤαに変換する。さらに、非線形変換手段１３Ｂは、高域信号加算手段１５で生成した輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）を非線形変換することで、非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）αに変換する。なお、この非線形変換手段１３Ｂにおける非線形変換の処理内容は、入出力信号が異なるのみで、図２で説明した非線形変換手段１３と同一であるため、説明を省略する。
この非線形変換手段１３Ｂで変換した非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）α、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαが、外部に出力する伝送用の映像信号となる。
このように、非線形変換手段１３Ｂで変換した非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）α、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαは、図示を省略した出力手段を介して、映像信号受信装置２Ｂに送信される。
【０１３５】
以上、本発明の第２実施形態に係る映像信号送信装置１Ｂの構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号送信装置１Ｂをソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号生成プログラムによって動作させることができる。
【０１３６】
〔映像信号受信装置の構成〕
次に、図１０を参照（適宜図３，図９参照）して、本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置２Ｂの構成について説明を行う。ここでは、映像信号受信装置２Ｂは、線形変換手段２０Ｂと、高域信号生成手段２２Ｂと、アップサンプル手段２３と、高域信号加算手段２５Ｂと、を備えている。
なお、線形変換手段２０Ｂ、高域信号生成手段２２Ｂおよび高域信号加算手段２５Ｂ以外の構成については、図３で説明した映像信号受信装置２と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３７】
また、映像信号受信装置２Ｂは、伝送路Ｎを介して、非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）α、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを入力する入力手段や、ＲＧＢ信号を出力する出力手段も備えるが、ここでは図示を省略する。また、各手段の処理遅延を補正するための遅延手段（遅延回路）についても、ここでは図示を省略する。
【０１３８】
線形変換手段２０Ｂは、映像信号送信装置１Ｂから送信され、入力手段（不図示）を介して入力した非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）α、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαを、映像信号送信装置１Ｂにおいて行う非線形変換の逆特性を与えることにより、線形な信号（線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）、低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤ）に変換するものである。
この線形変換手段２０Ｂは、変換した線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）を、Ｇ信号として出力手段（不図示）に出力するとともに、高域信号生成手段２２Ｂに出力する。また、線形変換手段２０Ｂは、変換した低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤをアップサンプル手段２３に出力する。
【０１３９】
高域信号生成手段２２Ｂは、線形変換手段２０Ｂで変換した線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）から、高域周波数成分の信号（高域輝度信号ＹＨ）を抽出するものである。ここでは、高域信号生成手段２２Ｂは、帯域制限手段２２１と、減算手段２２２と、を備えている。
帯域制限手段２２１は、線形変換手段２０Ｂで変換した線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）から、予め定めた低域周波数成分（ＧＬ）を抽出するものである。なお、この帯域制限手段２２１は、映像信号送信装置１Ｂの帯域制限手段１１Ｂ（図９参照）と同じ低域周波数成分を抽出するものとする。この帯域制限手段２２１は、抽出した信号（低域線形緑信号ＧＬ）を、減算手段２２２に出力する。
減算手段２２２は、線形変換手段２０Ｂで変換した線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）から、帯域制限手段２２１で帯域制限した低域線形緑信号ＧＬを減算することで、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号ＹＨを生成するものである。この減算手段２２２は、生成した高域輝度信号ＹＨを高域信号加算手段２５Ｂに出力する。
【０１４０】
なお、この高域信号生成手段２２Ｂは、線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）から、予め定めた高域周波数成分を抽出するものとして構成してもよい。この場合、高域信号生成手段２２Ｂは、一般的な高域通過フィルタによって構成することができる。また、この高域周波数成分は、帯域制限手段２２１において行う低域周波数成分の残りの高域側の成分として予め定めておくものとする。
この高域信号生成手段２２Ｂは、生成した高域輝度信号ＹＨを、高域信号加算手段２５に出力する。
これによって、高域信号加算手段２５において、低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬに、高域輝度信号ＹＨが加算されることで、ＲＢ信号が生成される。
【０１４１】
以上、本発明の第２実施形態に係る映像信号受信装置２Ｂの構成について説明したが、本発明は、本実施形態の形式に限定されるものではない。前記した各手段は、回路を用いたハードウェア構成で実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできる。この映像信号受信装置２Ｂをソフトウェアで実現する場合、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる伝送用映像信号変換プログラムによって動作させることができる。
【０１４２】
［第２実施形態：映像信号伝送システムの動作］
次に、本発明の第２実施形態に係る映像信号伝送システムＳＢの動作について説明する。なお、以下では、映像信号送信装置１Ｂの動作、映像信号受信装置２Ｂの動作について順次説明を行う。
【０１４３】
〔映像信号送信装置の動作〕
最初に、図１１を参照（適宜図８，図９参照）して、映像信号送信装置１Ｂの動作について説明する。
【０１４４】
まず、映像信号送信装置１Ｂは、図示を省略した入力手段によって、外部から映像信号を入力する（ステップＳ２０）。なお、この映像信号は、線形信号である三原色信号（ＲＧＢ信号）である。
そして、映像信号送信装置１Ｂは、輝度信号生成手段１０によって、ステップＳ２０で入力したＲＧＢ信号を予め定めた混合比率で混合することで輝度信号Ｙを生成する（ステップＳ２）。具体的には、輝度信号生成手段１０は、前記（２）式によって輝度信号Ｙを生成する。
【０１４５】
そして、映像信号送信装置１Ｂは、帯域制限手段１１Ｂによって、ステップＳ２０で入力したＧ信号、Ｂ信号およびＲ信号から、予め定めた低域周波数成分（ＧＬ，ＢＬ，ＲＬ）を抽出する（ステップＳ２２）。
そして、映像信号送信装置１Ｂは、高域信号生成手段１４によって、ステップＳ２１で生成した輝度信号Ｙから、輝度信号Ｙの高域周波数成分である高域輝度信号ＹＨを生成する（ステップＳ２３）。
【０１４６】
また、映像信号送信装置１Ｂは、ダウンサンプル手段１２によって、ステップＳ２２で抽出した信号（ＢＬ，ＲＬ）から、伝送形式（４：２：２形式、４：２：０形式等）により予め定めたサンプリング間隔（ダウンサンプル比）でダウンサンプルした信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）を生成する（ステップＳ２４）。
そして、映像信号送信装置１Ｂは、高域信号加算手段１５によって、ステップＳ２２で抽出した低域線形緑信号ＧＬに、ステップＳ２３で生成した高域輝度信号ＹＨを加算することで、線形信号である輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）を生成する（ステップＳ２５）。
【０１４７】
そして、映像信号送信装置１Ｂは、非線形変換手段１３Ｂによって、ステップＳ２５で生成した輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）と、ステップＳ２４でダウンサンプルした低域周波数成分の信号（ＢＬＤ，ＲＬＤ）とを、非線形変換により非線形信号に変換する（ステップＳ２６）。すなわち、非線形変換手段１３Ｂは、輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）を非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）αに変換し、低域線形青信号ＢＬＤを低域非線形青信号ＢＬＤαに変換し、低域線形赤信号ＲＬＤを低域非線形赤信号ＲＬＤαに変換する。
【０１４８】
その後、映像信号送信装置１Ｂは、図示を省略した出力手段によって、ステップＳ２６で変換した非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）αと、低域非線形青信号ＢＬＤαと、低域非線形赤信号ＲＬＤαとを、伝送用の映像信号として、伝送路Ｎを介して、映像信号受信装置２Ｂに出力する（ステップＳ２７）。
以上の動作によって、映像信号送信装置１Ｂは、低域周波数成分の色信号のいずれかに輝度信号の高域周波数成分を付加して、映像信号受信装置２に送信することができる。
【０１４９】
〔映像信号受信装置の動作〕
次に、図１２を参照（適宜図８，図１０参照）して、映像信号受信装置２の動作について説明する。
【０１５０】
まず、映像信号受信装置２Ｂは、図示を省略した入力手段によって、映像信号送信装置１Ｂから、伝送路Ｎを介して、伝送用の映像信号である非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）αと、低域非線形青信号ＢＬＤαと、低域非線形赤信号ＲＬＤαとを入力する（ステップＳ３０）。
【０１５１】
そして、映像信号受信装置２Ｂは、線形変換手段２０Ｂによって、ステップＳ３０で入力した非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）α、低域非線形青信号ＢＬＤαおよび低域非線形赤信号ＲＬＤαに非線形変換の逆特性を与えることで、各信号を、それぞれ線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）、低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤに変換する（ステップＳ３１）。なお、この線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）が、出力用のＧ信号となる。
【０１５２】
そして、映像信号受信装置２Ｂは、高域信号生成手段２２Ｂによって、ステップＳ３１で変換した線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）から、輝度信号の高域周波数成分である高域輝度信号ＹＨを生成する（ステップＳ３２）。
【０１５３】
また、映像信号受信装置２Ｂは、アップサンプル手段２３によって、ステップＳ３１で変換した低域線形青信号ＢＬＤおよび低域線形赤信号ＲＬＤを、輝度信号と同じサンプル数および画素構造となるようにアップサンプルする（ステップＳ３３）。
【０１５４】
そして、映像信号受信装置２Ｂは、高域信号加算手段２５Ｂによって、ステップＳ３３でアップサンプルした低域線形青信号ＢＬおよび低域線形赤信号ＲＬに、ステップＳ３２で生成した高域輝度信号ＹＨを加算することで、ＲＢ信号を生成する（ステップＳ３４）。
【０１５５】
その後、映像信号受信装置２Ｂは、図示を省略した出力手段によって、ステップＳ３１で生成したＧ信号と、ステップＳ３４で生成したＲＢ信号とを映像信号として出力する（ステップＳ３５）。
以上の動作によって、映像信号受信装置２Ｂは、映像信号送信装置１Ｂから出力される非線形輝度加算緑信号（ＧＬ＋ＹＨ）αと、低域非線形青信号ＢＬＤαと、低域非線形赤信号ＲＬＤαとから、三原色信号（ＲＧＢ信号）の映像信号を生成することができる。
【０１５６】
以上説明したように、映像信号伝送システムＳ（ＳＢ）は、映像信号送信装置１（１Ｂ）において、線形なＲＧＢ信号から輝度信号Ｙを生成し、輝度信号Ｙに非線形変換を行うことで、非線形輝度信号Ｙαを生成する。この非線形輝度信号Ｙαは、映像信号受信装置２（２Ｂ）において、この非線形変換の逆特性を与えることで、輝度信号Ｙを正しく再現することができる。
【０１５７】
また、映像信号伝送システムＳ（ＳＢ）は、映像信号送信装置１（１Ｂ）において、線形な色信号を帯域制限およびダウンサンプルした後に非線形変換によって非線形信号に変換する。この非線形信号は、受信側において非線形変換の逆特性によって線形信号に戻されるため、色を低歪みで再現することが可能になる。
【０１５８】
また、映像信号伝送システムＳ（ＳＢ）は、映像信号送信装置１（１Ｂ）において、色差信号を用いないため、従来のような色差信号に対する非線形変換を行う処理がなく、映像信号の高彩度部におけるＳＮ比の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１５９】
Ｓ，ＳＢ      映像信号伝送システム
１，１Ｂ      映像信号送信装置
１０          輝度信号生成手段
１１，１１Ｂ  帯域制限手段
１２          ダウンサンプル手段
１３，１３Ｂ  非線形変換手段
１４          高域信号生成手段
１４１        帯域制限手段
１４２        減算手段
１５          高域信号加算手段
２，２Ｂ      映像信号受信装置
２０，２０Ｂ  線形変換手段
２１          帯域制限手段（第２の帯域制限手段）
２２，２２Ｂ  高域信号生成手段
２２１        帯域制限手段
２２２        減算手段
２３          アップサンプル手段
２４          色信号生成手段
２５，２５Ｂ  高域信号加算手段
３            送信信号変換手段
３０          線形変換手段
３１          帯域制限手段
３２          ダウンサンプル手段
３３          非線形変換手段
３４          色差信号生成手段
４            受信信号変換手段
４０          色信号生成手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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