JP2003333454A - 映像信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
に4:3画面アスペクト比のHDTV信号をアスペクト
エラー無しに表示するとともに、SDTV又はVGA信
号が同時に2画面まで画質の劣化無しに表示する。 【解決手段】 4:3の画面アスペクトのHDTV信号
Y1、PB1、PR1が水平方向に時間軸が2/3に圧縮さ
れ、SDTV又はVGA信号がフレームメモリ23a、
23b、23cから前記水平方向に2/3に時間軸圧縮
された映像信号の無信号領域で読み出されてそれと合成
される。
Description
が4:3のHDTV信号を通常の画面アスペクト比の1
6:9のHDTV受像機に正確なアスペクトで表示可能
にするとともに、NTSC信号やVGA信号を画像の劣
化無しに同時に表示可能にする映像信号処理装置に関す
る。
に与える負担が従来の開腹手術に比べて軽く、手術後の
回復が早いなどの利点から多く採用されてきている。内
視鏡手術は通常、内視鏡に装着される撮像装置から得ら
れる映像信号を電子ディスプレイに表示し、電子デイス
プレイの映像だけを頼りに行う手術であり、手術の安全
性向上のためには、従来の解像度のNTSC方式(走査
線525本)の撮像装置を使用するよりは、走査線が1
125本のHD(高解像度)TV方式の撮像装置を使用
することが望ましい。
タレンズ及びカメラヘッドを手持ち操作で撮像が行われ
るので、長時間の手術で使用するためにはカメラヘッド
は可能な限り小型軽量であることが望ましい。そこで、
高解像度と小型軽量を両立させる撮像装置として、画面
アスペクト比が4:3のHDTVカメラが開発されてい
る(例えば特開平9−163388号公報)。
手術が行われる場合があるが、この場合、手術顕微鏡に
装着される撮像装置は、補助用の映像を提供するための
物(術者用は通常顕微鏡の光学像を使用する。)であ
り、必ずしも高解像度である必要はなく、NTSC方式
などの従来の標準解像度(SDTV)の撮像装置が使用
される場合が多い。
3画面アスペクトのHDTVカメラ映像を16:9画面
アスペクトのHDTVディスプレイに表示したいという
要望と、内視鏡映像に加え、手術顕微鏡の映像などの他
の映像信号も同時に同一のディスプレイで解像度の劣化
無しに表示したいという要望があった。
V信号は通常、画面アスペクト比が16:9のワイド画
面対応であり、また、医療用途向けなどに画面アスペク
ト比が4:3の撮像装置が開発されているが、4:3の
画面アスペクトのHDTV信号の場合、主にパーソナル
コンピュータ用ディスプレイとして使用されるマルチス
キャンディスプレイに表示する場合は問題がないが、通
常の16:9のHDTVモニタに表示すると、水平方向
に潰れた映像になってしまうという問題があった。
撮像装置としては、内視鏡撮影用、手術顕微鏡撮影用、
術野撮影用などがあり、また、撮像装置からの映像信号
以外で手術中にモニタリングする映像信号に、心電図、
血圧、心拍数などのバイタルデータがあるので、従来か
ら複数の撮像映像信号やバイタルデータを一つの画面で
高画質にモニタリングしたいという要望があったが、従
来の受像機では、子画面に表示される映像は画素数が縮
少変換されてしまい画質が劣化するなどの問題があり、
前記要望に十二分に応える物ではなかった。
に、一つの媒体に記録したいという要望に応える装置が
無かった。
3の画面アスペクトのHD撮像装置からの映像をHDT
V受像機により表示する場合に、水平方向に潰れた映像
になることを防止することができる映像信号処理装置を
提供することを目的とする。本発明はまた、複数の映像
信号を画質の劣化無しに一つの画面に表示することがで
きる映像信号処理装置を提供することを目的とする。本
発明はまた、3種類の映像信号を画質の劣化無しに一つ
の媒体に記録することができる映像信号処理装置を提供
することを目的とする。
するために、1125/60システムや1250/50
システムであって4:3の画面アスペクトのHD撮像装
置からの映像を水平方向に2/3に時間軸圧縮するよう
にしたものである。
比が4:3である高精細度映像信号を水平方向に2/3
に時間軸圧縮する手段と、前記高精細度映像信号よりも
ライン数が少ない標準精細度映像信号をフレームメモリ
に書き込む手段と、前記フレームメモリに書き込まれた
標準精細度映像信号を前記水平方向に2/3に時間軸圧
縮された高精細度映像信号の無信号領域で読み出す手段
と、前記水平方向に2/3に時間軸圧縮された高精細度
映像信号と前記フレームメモリから読み出された標準精
細度映像信号とを合成する手段とを、備えた映像信号処
理装置が提供される。
4:3である高精細度映像信号を水平方向に2/3に時
間軸圧縮する手段と、前記高精細度映像信号よりもライ
ン数が少ない第1、第2の標準精細度映像信号をそれぞ
れ第1、第2のフレームメモリに書き込む手段と、前記
第1、第2のフレームメモリにそれぞれ書き込まれた第
1、第2の標準精細度映像信号を前記水平方向に2/3
に時間軸圧縮された高精細度映像信号の無信号領域の上
半分、下半分の領域で読み出す手段と、前記水平方向に
2/3に時間軸圧縮された高精細度映像信号と前記第
1、第2のフレームメモリからそれぞれ読み出された第
1、第2の標準精細度映像信号とを合成する手段とを、
備えた映像信号処理装置が提供される。
のHDTVカメラにより撮像された信号であり、標準精
細度映像信号は、手術顕微鏡に装着される撮像装置によ
り撮像された4:3の画面アスペクト比の信号や、患者
のバイタルデータを表す映像信号である。
施の形態について説明する。図1は本発明に係る映像信
号処理装置の実施の形態1を示すブロック図、図2、図
3は図1の映像信号処理装置の出力映像を示す説明図で
ある。
4:3の画面アスペクトのHDTV信号Y1、PB1、PR
1はそれぞれ、A/D変換器1a、1b、1cにより各
デジタル信号に変換されるとともに、Y1信号に重畳さ
れている水平同期信号HD、垂直同期信号VD及び複合
同期信号C.Syncが同期分離回路16により分離され
る。A/D変換器1a、1b、1cのクロックCLK1
はPLL回路(1)11により生成され、PLL回路1
1は電圧制御発振器(VCO)8、1/1446分周器
9及び位相比較回路10により構成されている。位相比
較回路10には、同期分離回路16により分離された水
平同期信号HDと1/1446分周器9の出力が印加さ
れ、VCO8の出力から水平同期信号HDの1446倍
の周波数のクロックCLK1が得られる。クロックCL
K1でA/D変換されたY1、PB1、PR1の各信号の水
平有効画素数は、例えば1280画素となる。
ぞれ変換されたY1、PB1、PR1の各信号は、書き込み
(Write)制御回路6によりクロックCLK1でライン
メモリ2a、2b、2cに書き込まれる。ラインメモリ
2a、2b、2cからの読み出しは読み出し(Read)制
御回路7によって行われ、読み出し制御回路7には水平
同期信号HDとPLL(2)15で生成される水平同期
信号HDの、例えば2200倍の周波数のクロックCL
K2が供給されている。読み出し制御回路7は、HDT
V信号の水平有効期間が始まるのとほぼ同じタイミング
でラインメモリ2a、2b、2cから読み出しを始める
か、又はHDTV信号の水平有効有効期間が終了するの
とほぼ同じタイミングでラインメモリ2a、2b、2c
から読み出しが終了するように制御する。
a、2b、2cへの書き込みクロックCLKIと読み出
しクロックCLK2の周波数の比がCLK1:CLK2
=2:3になっているので、ラインメモリ2a、2b、
2cから読み出された信号Y1、PB2、PR2は、水平方
向に時間軸が2/3に圧縮された水平有効画素が128
0画素の信号となる。一方、HTDV信号の有効画素数
は1920画素なので、1920−1280=640画
素の期間は、本来水平有効画素期間でありながら無信号
期間になっている。
として、従来の解像度信号(SDTV信号)である52
5本の走査線から成るNTSC信号が入力される。SD
TV信号は、例えば複合ビデオ信号VideoやY/C信号
Ysd、Csdの形で入力される。複合ビデオ信号Videoが
入力される場合には、Y/C分離回路18でYsd信号と
Csd信号に分離され、それぞれがセレクタ回路19a、
19bの一方の端子に入力される。Y/C信号Ysd、C
sdが入力される場合には直接、セレクタ回路19a、1
9bの他方に入力される。セレクタ回路19a、19b
により選択されたYsd、Csd信号は、デコード回路20
によりGSD、BSD、RSD信号にデコードされる。また、
Ysd信号は同期分離回路30にも入力され、水平同期信
号HDSD、垂直同期信号VDSDが生成される。GSD、B
SD、RSD信号はマトリクス回路21により、HDTVの
輝度・色差方程式に従って信号Y3、PB3、PR3に変換
される。
コンバータ22a、22b、22cによりデジタル信号
に変換される。A/Dコンバータ22a、22b、22
cのクロックCLK3は、水平同期信号HDSDが入力さ
れるPLL回路(3)29により水平同期信号HDSD
の、例えば780倍の周波数のクロックとして生成され
る。デジタル信号に変換されたY3、PB3、PR3信号は
それぞれ、書き込み制御回路25により有効画素(水平
640画素、垂直480画素)がフレームメモリ23
a、23b、23cに書き込まれる。書き込み制御回路
25には、A/Dコンバータ22a、22b、22cの
クロックCLK3と、水平同期信号HDSD、垂直同期信
号VDSDが入力されている。
らは、読み出し制御回路24によって時間軸変換される
とともに、本来HDTV信号の有効画素期間でありなが
ら、信号Y2、PB2、PR2の有効画素が存在しない期間
に信号Y4、PB4、PR4として読み出される。セレクタ
回路3a、3b、3cの一方の入力端子にはそれぞれ信
号Y2、PB2、PR2が、他方の入力端子には信号Y4、P
B4、PR4が入力され、第2の信号Y2、PB2、PR2の有
効画素が読み出されている期間は信号Y2、PB2、PR2
を、信号Y4、PB4、PR4の有効画素が読み出されてい
る期間は信号Y4、PB4、PR4をそれぞれ選択して、出
力する。
は、CLK2のクロックレートでD/Aコンバータ4
a、4b、4cによりアナログ信号に変換され、次いで
加算回路5a、5b、5cにより、同期分離回路16か
ら出力される複合同期信号C.Syncが付加されて、You
t、PBout、PRoutとして出力される。
V信号は、4:3画面アスペクトのHDTV信号入力が
水平方向時間軸が2/3に圧縮されるので16:9のワ
イドアスペクトのHDTVディスプレイにアスペクトエ
ラー無しに表示できるとともに、NTSCなどのSDT
V信号が画質の劣化無しに同時に表示できる。
DTVディスプレイに4:3画面アスペクトのHDTV
信号とSDTV信号が表示されるイメージを示す。図2
において、水平1920画素、垂直1080画素の外枠
100は、16:9画面アスペクトのHDTVの有効画
素(又は16:9のHDTV画面)を表している。ま
た、水平1280画素、垂直960画素の画面の左側の
枠101は、第1の入力信号である4:3画面アスペク
トのHDTV入力が表示される領域を示し、水平640
画素、垂直480の画面右側の枠102は、第2の入力
信号であるSDTV信号の表示領域を示している。SD
TV信号は入力の画素数そのままで表示されるので、画
質の劣化がない。
4:3画面アスペクトのHDTV信号と、第2の入力信
号であるSDTV信号の表示領域の左右を逆にした例を
示し、これは読み出し制御回路7及び読み出し制御回路
24の設定により変えることができる。
入力信号として、SDTV信号(例えばNTSC信号)
を考えたが、実施の形態2ではパーソナルコンピュータ
のビデオ規格であるVGA信号を考える。手術中は患者
の心電図、血圧、心拍数などのバイタルデータをモニタ
リングしているが、バイタルデータはディスプレイに対
して、通常VGA信号の形態で供給されて表示される。
号GVGA、BVGA、RVGAは、マトリクス回路31に入力
され、HDTVの輝度・色差方程式に従ってY5、PB
5、PR5信号に変換される。また、VGA信号の水平同
期信号HDVGAは、PLL回路(4)39と書き込み制
御回路35に、また、垂直同期信号VDVGAは書き込み
制御回路35に入力される。
5、PB5、PR5信号はそれぞれ、A/Dコンバータ32
a、32b、32cによりクロックCLK4でデジタル
信号に変換される。変換クロックCLK4はPLL回路
39により、水平同期信号HDVGAの周波数の、例えば
780倍の周波数になるように生成される。デジタル変
換されたY5、PB5、PR5信号はそれぞれ、フレームメ
モリ33a、33b、33cに対して、書き込み制御回
路35からの制御信号によって、水平640画素、垂直
480画素の有効画素が書き込まれる。第1の入力信号
である4:3画面アスペクトのHDTV信号入力Y1、
PB1、PR1に関する信号処理系は、実施の形態1と同等
であるので説明を割愛する。
らは、読み出し制御回路34によって時間軸変換されて
読み出されるとともに、本来HDTV信号の有効画素期
間でありながら、Y2、PB2、PR2信号の有効画素が存
在しない期間にY6、PB6、PR6信号として読み出され
る。Y2、PB2、PR2信号はそれぞれ、セレクタ回路3
a、3b、3cの一方の入力端子に入力され、Y6、PB
6、PR6信号はそれぞれ、セレクタ回路3a、3b、3
cの他方の入力端子に入力される。
信号の有効画素の期間ではY2、PB2、PR2信号が、Y
6、PB6、PR6信号の有効画素の期間ではY6、PB6、P
R6信号がセレクタ回路3a、3b、3cからそれぞれ出
力されるように制御する。セレクタ回路3a、3b、3
cからの出力は、CLK2のクロックレートでD/Aコ
ンバータ4a、4b、4cによりアナログ信号に変換さ
れ、次いで加算回路5a、5b、5cにより、同期分離
回路16から出力される複合同期信号C.Syncが付加さ
れて、Yout、PBout、PRoutとして出力される。
アスペクトのHDTV信号入力が水平方向時間軸が2/
3に圧縮されるので16:9のワイドアスペクトのHD
TVディスプレイにアスペクトエラー無しに表示できる
とともに、VGA信号が画質の劣化無しに同時に表示で
きる。
DTVディスプレイに4:3画面アスペクトのHDTV
信号とVGA信号が表示されるイメージを示す。図5に
おいて、水平1920画素、垂直1080画素の外枠は
16:9画面アスペクトのHDTVの有効画素(又は1
6:9のHDTV画面)を表している。また、水平12
80画素、垂直960画素の画面の左側の枠100は、
第1の入力信号である4:3画面アスペクトのHDTV
入力が表示される領域を示し、水平640画素、垂直4
80の画面右側の枠103は、第2の入力信号であるV
GA信号の表示領域を示している。VGA信号は入力の
画素数そのままで表示されるので、画質の劣化がない。
る4:3画面アスペクトのHDTV信号と、第2の入力
信号であるVGA信号の表示領域の左右を逆にした例を
示し、これは読み出し制御回路7及び読み出し制御回路
34の設定により変えることができる。
力、第2の入力に加え第3の入力が有る場合で、信号処
理ブロック図を図7に示す。第1の入力は4:3画面ア
スペクト比のHDTV信号、第2の信号入力は複合ビデ
オ信号又はY/CのSDTV信号、第3の信号はVGA
信号となっている。第1の入力信号からY2、PB2、PR
2信号を、第2の入力信号からY4、PB4、PR4信号を、
第3の入力信号からY6、PB6、PR6信号を生成する過
程は、実施の形態1、2と同様なので説明を省略する。
信号とY6、PB6、PR6信号はそれぞれ、セレクタ回路
40a、40b、40cの各入力端子に印加され、セレ
クト制御回路41によってY2、PB2、PR2信号の有効
画素期間はY2、PB2、PR2信号が、Y4、PB4、PR4信
号の有効画素期間はY4、PB4、PR4信号が、Y6、PB
6、PR6信号の有効画素期間はY6、PB6、PR6信号が選
択されて出力される。なお、Y4、PB4、PR4信号の有
効画素期間とY6、PB6、PR6信号の有効画素期間は重
ならないように読み出される。セレクタ回路40a、4
0b、40cからの出力は、CLK2のクロックレート
でD/Aコンバータ4a、4b、4cによりアナログ信
号に変換され、次いで加算回路5a、5b、5cによ
り、同期分離回路16から出力される複合同期信号C.S
yncが付加されて、Yout、PBout、PRoutとして出力さ
れる。
DTVディスプレイに4:3画面アスペクトのHDTV
信号とSDTV信号及びVGA信号が表示されるイメー
ジを示す。図8において、水平1920画素、垂直10
80画素の外枠100は、16:9画面アスペクトのH
DTVの有効画素(又は16:9のHDTV画面)を表
している。また、水平1280画素、垂直960画素の
画面の左側の枠101は、第1の入力信号である4:3
のHDTV入力が表示される領域を示し、水平640画
素、垂直480の画面右上側の枠102は、第2の入力
信号であるSDTV信号の表示領域を、水平640画
素、垂直480の画面右下側の枠103は、第3の入力
信号であるVGA信号の表示領域を示している。SDT
V信号及びVGA信号は入力の画素数そのままで表示さ
れるので、画質の劣化がない。
4:3のHDTV信号と、第2、第3の入力信号である
SDTV信号とVGA信号の表示領域の左右を逆にした
例で、読み出し制御回路7、24、34の設定により変
えることができる。また、図8、図9に対し、第2、第
3の表示の上下を逆にしてもよい(図示せず)。
入力信号が共にSDTV信号の場合が考えられる。実施
の形態5としては第2、第3の入力信号が共にVGA信
号の場合が考えられる(共に、説明及び図示を割愛)。
また、上記全ての実施の形態は信号形態が輝度信号Yと
色差信号PB、PRの場合を説明しているが、信号形態
が原色信号G、B、Rの場合も本発明により、16:9
の画面アスペク卜比のHDTV画面に4:3画面アスペ
クト比のHDTV信号がアスペクトエラー無しに表示で
きるとともに、SDTV又はVGA信号が同時に2画面
まで画質の劣化無しに表示できる(説明及び図示を割
愛)。
システムと525/60システムの映像信号を合成する
場合について説明したが、本発明は、1250/50シ
ステムと625/5システムの映像信号を合成する場合
にも適用することができる。
3画面アスペクト比のHDTV信号がアスペクトエラー
無しに表示できるとともにSDTV又はVGA信号が同
時に2画面まで画質の劣化無しに表示できる。 2.4:3画面アスペクト比のHDTV信号とSDTV
及び/又はVGA信号がHDTV記録装置に同時に画質
の劣化無しに記録できる。
を示すブロック図である。
図である。
図である。
ク図である。
図である。
図である。
ク図である。
図である。
図である。
40b、40c セレクタ回路 6、25、35 書き込み制御回路 7、24、34 読み出し制御回路 17、41 セレクト制御回路 23a、23b、23c、33a、33b、33c フ
レームメモリ
Claims (2)
- 【請求項1】 画面アスペクト比が4:3である高精細
度映像信号を水平方向に2/3に時間軸圧縮する手段
と、 前記高精細度映像信号よりもライン数が少ない標準精細
度映像信号をフレームメモリに書き込む手段と、 前記フレームメモリに書き込まれた標準精細度映像信号
を前記水平方向に2/3に時間軸圧縮された高精細度映
像信号の無信号領域で読み出す手段と、 前記水平方向に2/3に時間軸圧縮された高精細度映像
信号と前記フレームメモリから読み出された標準精細度
映像信号とを合成する手段とを、 備えた映像信号処理装置。 - 【請求項2】 画面アスペクト比が4:3である高精細
度映像信号を水平方向に2/3に時間軸圧縮する手段
と、 前記高精細度映像信号よりもライン数が少ない第1、第
2の標準精細度映像信号をそれぞれ第1、第2のフレー
ムメモリに書き込む手段と、 前記第1、第2のフレームメモリにそれぞれ書き込まれ
た第1、第2の標準精細度映像信号を前記水平方向に2
/3に時間軸圧縮された高精細度映像信号の無信号領域
の上半分、下半分の領域で読み出す手段と、 前記水平方向に2/3に時間軸圧縮された高精細度映像
信号と前記第1、第2のフレームメモリからそれぞれ読
み出された第1、第2の標準精細度映像信号とを合成す
る手段とを、 備えた映像信号処理装置。
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