JP2812349B2 - Image synthesis circuit - Google Patents

Image synthesis circuit

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JP2812349B2
JP2812349B2 JP12996892A JP12996892A JP2812349B2 JP 2812349 B2 JP2812349 B2 JP 2812349B2 JP 12996892 A JP12996892 A JP 12996892A JP 12996892 A JP12996892 A JP 12996892A JP 2812349 B2 JP2812349 B2 JP 2812349B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は広帯域自然画の信号と
コンピュータ等による高精細画像の信号とを合成する画
像合成回路に係り、更に詳しくはオーバーサンプリング
技術を用いて合成画像の自然画を滑らかに、かつコンピ
ュータ等による画像を高精細に表示可能とする画像合成
回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image synthesizing circuit for synthesizing a signal of a wideband natural image and a signal of a high-definition image by a computer or the like. More specifically, the present invention relates to an oversampling technique for smoothing a natural image of a synthesized image. And an image synthesizing circuit capable of displaying an image by a computer or the like with high definition.

【0002】[0002]

【従来例】従来、この種の画像合成回路としては図11
に示す構成のもがあり、例えばテレビのピクチャーイン
ピクチャー等のためにディジタル処理された自然画(ビ
デオデータ)とテロップ等のスーパーインポーズ画(ス
ーパーインポーズデータ)とを合成することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image synthesizing circuit of this kind, FIG.
For example, a natural image (video data) digitally processed for picture-in-picture of a television and a superimposed image (superimposed data) such as a telop can be synthesized.

【0003】図11において、この画像合成回路は、デ
ィジタル処理された広帯域自然画(ビデオデータ)をア
ナログ変換するD/A変換部1と、高精細なスーパーイ
ンポーズ画(スーパーインポーズデータ)をアナログ変
換するD/A変換部2と、これらD/A変換部1,2で
独立にアナログ変換された信号の直流レベルをそれぞれ
揃えるためのクランプ部3,4と、これらクランプ部
3,4を介した信号を所定タイミング(切替信号)によ
って切り替える切替部5と、この切り替えによって合成
された信号から上記アナログ変換時に生じたノイズ(偽
信号)を除去するためのアナログ後置ローパスフィルタ
(LPF)部6とを備えている。
In FIG. 11, this image synthesizing circuit converts a digitally processed wideband natural image (video data) into a D / A converter 1 for analog conversion and a high-definition superimposed image (superimposed data). The D / A converter 2 for analog conversion, the clamps 3 and 4 for adjusting the DC levels of the signals independently converted by the D / A converters 1 and 2, respectively, and the clamps 3 and 4 A switching unit 5 for switching a signal passed through at a predetermined timing (switching signal), and an analog post-low-pass filter (LPF) unit for removing noise (false signal) generated at the time of the analog conversion from a signal synthesized by the switching 6 is provided.

【0004】上記構成の画像合成回路によって、広帯域
自然画の信号と高精細なスーパーインポーズ画の信号と
を合成することができ、この合成された画像信号を所定
画像処理することにより広帯域自然画とコンピュータ等
による高精細なスーパーインポーズ画とを表示すること
ができる。
The wide-range natural image signal and the high-definition superimposed image signal can be synthesized by the image synthesizing circuit having the above-mentioned configuration. And a high-resolution superimposed image by a computer or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記画
像合成回路のシステムにおいては以下の問題点があっ
た。第1に、上記切替部5としてアナログスイッチが用
いられるため、同アナログスイッチ自身による遅延時間
および切替信号で実際に切り替わるまでの時間がそのま
ま合成画像の画質に影響し、つまり合成された信号と表
示位置との位相がずれ(位相差が生じ)、表示合成画像
が悪くなってしまう。
However, the system of the image synthesizing circuit has the following problems. First, since an analog switch is used as the switching unit 5, the delay time by the analog switch itself and the time until the switching is actually performed by the switching signal directly affect the image quality of the synthesized image, that is, the synthesized signal and the display The phase from the position is shifted (a phase difference is generated), and the displayed composite image is deteriorated.

【0006】そして、自然画、スーパーインポーズ画、
切替部5の切替信号のタイミングを保障することが実際
不可能であり、また上記合成画像への悪影響は上記合成
するスーパーインポーズ信号の高精細化に伴ってより影
響し、表示画像への影響がより目立つようになってしま
う。
[0006] Then, a natural picture, a superimposed picture,
It is practically impossible to guarantee the timing of the switching signal of the switching unit 5, and the adverse effect on the synthesized image is further affected by the higher definition of the superimposed signal to be synthesized, and the effect on the display image is reduced. Becomes more noticeable.

【0007】第2に、上記システムの帯域制限(LPF
部6の遮断周波数)によって上記コンピュータ等による
高精細な図形表示について画像が劣化することになり、
逆にその帯域制限を行わないと、上記自然画の方の画質
が劣化する。
Second, the band limitation (LPF) of the above system
(The cutoff frequency of the section 6), the image is deteriorated in the case of the high definition graphic display by the computer or the like,
Conversely, if the band limitation is not performed, the image quality of the natural image deteriorates.

【0008】つまり、上記コンピュータの出力信号がL
PFを通さないものであることから、同コンピュータに
よるスーパーインポーズ画と上記自然画とを合成し、こ
の合成された信号を上記LPF部6に通すと、コンピュ
ータ画像が鈍ってしまい、逆にその合成された信号を同
LPF部6に通さないと、自然画がギザギザした形にな
ってしまう。
That is, the output signal of the computer is L
Since the image does not pass through the PF, a superimposed image by the computer and the natural image are combined, and when the combined signal is passed through the LPF section 6, the computer image becomes dull. If the synthesized signal is not passed through the LPF unit 6, the natural image will be jagged.

【0009】図12の周波数スペクトラム図および図1
3の波形図を参照して詳しく説明すると、上記D/A変
換部1,2の変換クロック周波数(サンプリング周波
数)をfsとした場合、各D/A変換部1,2によるア
ナログ変換後の自然画およびスーパーインポーズ画信号
の周波数スペクトラムは図12に示す形となる。
FIG. 1 is a frequency spectrum diagram of FIG.
3, the conversion clock frequency (sampling frequency) of the D / A converters 1 and 2 is assumed to be fs. The frequency spectrum of the picture and superimposed picture signals has the form shown in FIG.

【0010】この場合、上記合成されたスーパーインポ
ーズ画の周波数スペクトラムは周波数(1/2)fsの
近傍に同スーパーインポーズ画の基本波成分(同図の矢
印a)およびその高調波成分(同図の矢印a1,a2)
となる。
In this case, the frequency spectrum of the synthesized superimposed image has a fundamental wave component (arrow a in the same figure) and its harmonic component (arrow a) in the vicinity of the frequency (1/2) fs. Arrows a1 and a2 in FIG.
Becomes

【0011】また、上記合成された自然画の周波数スペ
クトラムは周波数(1/2)fs以下の自然画の有効な
画像信号(同図の矢印b)およびそれ以上の周波数成分
である偽信号(同図の矢印b1,b2)となる。なお、
上記偽信号はディジタル処理に伴って生じる信号(同図
の斜線部分)である。
The frequency spectrum of the synthesized natural image is an effective image signal (arrow b in the figure) of a natural image having a frequency (1/2) fs or less and a fake signal (fourth frequency component) of the natural image. Arrows b1 and b2 in the figure are obtained. In addition,
The false signal is a signal (shaded area in the figure) generated by the digital processing.

【0012】そのために、上記偽信号を上記LPF部6
で除去することになるが、この偽信号を十分抑圧するた
めに同LPF部6の遮断周波数を例えば(1/2)fs
とし(同図の矢印c)、この(1/2)fs以上をカッ
トすると、スーパーインポーズ画の基本波成分(同図の
矢印a)まで減衰される。
For this purpose, the false signal is transmitted to the LPF section 6.
However, in order to sufficiently suppress this spurious signal, the cutoff frequency of the LPF unit 6 is set to, for example, (1/2) fs.
(Arrow c in the same figure), and if this (1/2) fs or more is cut, it is attenuated to the fundamental wave component of the superimposed image (arrow a in the same figure).

【0013】この結果、上記LPF部6の入力信号波形
(D/A変換された合成信号)が図13(a)に示すも
のであるとすると、同LPF部6の出力波形が同図
(b)に示す形になることから、自然画は正しく再現さ
れるが、スーパーインポーズ画の表示が悪くなってしま
う。
As a result, assuming that the input signal waveform (D / A converted composite signal) of the LPF unit 6 is as shown in FIG. 13A, the output waveform of the LPF unit 6 is shown in FIG. ), The natural image is correctly reproduced, but the display of the superimposed image deteriorates.

【0014】そこで、図12の矢印dに示すように、上
記LPF部6の遮断周波数を上げて(1/2)fs近傍
のスーパーインポーズ画の基本波成分がカットされない
ようにすると、上記自然画をD/A変換した際に生じる
偽信号(同図の斜線部分)が同LPF部6を通ってしま
うことになる。
Therefore, as shown by an arrow d in FIG. 12, the cut-off frequency of the LPF section 6 is increased so that the fundamental wave component of the superimposed image near (1/2) fs is not cut off. A false signal (shaded portion in FIG. 4) generated when the image is D / A converted passes through the LPF section 6.

【0015】この結果、上記LPF部6の出力波形は図
13(c)に示す形となり、上記スーパーインポーズ画
は良好に表示されるが、自然画がブロック状のノイズに
よって劣化し、滑らかに再現されなくなってしまう。
As a result, the output waveform of the LPF section 6 has a shape as shown in FIG. 13 (c), and the superimposed image is displayed well, but the natural image is deteriorated by the block-like noise and becomes smooth. It will not be reproduced.

【0016】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は広帯域自然画とコンピュータ等による
高精細なスーパーインポーズ画とを合成して合成画像を
得る際、同合成された画像信号と表示位置との位相差を
なくし、かつ自然画を滑らかに表示するとともに、およ
びスーパーインポーズ画を高精細に表示することができ
るようにした画像合成回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to combine a wideband natural image with a high-resolution superimposed image by a computer or the like to obtain a composite image. It is an object of the present invention to provide an image synthesizing circuit which eliminates the phase difference between the image and the display position, displays a natural image smoothly, and can display a superimposed image with high definition.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の画像合成回路は、ディジタル処理された
高帯域自然画のビデオデータをサンプリング周波数fs
の整数倍(k)のクロックでオーバーサンプリングし、
このオーバーサンプリングにより同ビデオデータに含ま
れる折り返し成分を高域側にシフトするためのオーバー
サンプリング部およびディジタルフィルタ部と、上記オ
ーバーサンプリングされたデータと高精細なスーパーイ
ンポーズ画のデータとを所定タイミングで切り替えて合
成するためのマルチプレクサ(MPX部)と、該切り替
えられたデータをアナログ変換するD/A変換部と、こ
のアナログ変換された信号に含まれる前記高域側の折り
返し成分を減衰し、上記自然画の有効な成分および前記
スーパーインポーズ信号の基本波成分を取り出すための
アナログ後置フィルタ部とを備えたことを要旨とする。
In order to achieve the above object, an image synthesizing circuit according to the present invention converts video data of a digitally processed high-bandwidth natural image to a sampling frequency fs.
Oversampling at a clock that is an integral multiple (k) of
An oversampling section and a digital filter section for shifting the aliasing component included in the video data to a higher frequency side by the oversampling, and a predetermined timing between the oversampled data and the high-resolution superimposed image data. A multiplexer (MPX unit) for switching and synthesizing the data, a D / A conversion unit for converting the switched data into an analog signal, and attenuating the aliasing component on the high frequency side included in the analog-converted signal; An essential point of the invention is to provide an analog post-filter unit for extracting an effective component of the natural image and a fundamental wave component of the superimposed signal.

【0018】[0018]

【作用】上記構成としたので、上記自然画のビデオデー
タをオーバーサンプリングしてディジタルフィルタ部に
通すことにより、同オーバーサンプリングされた自然画
の信号に含まれる折り返し成分(偽信号)のうち、同自
然画に有効な成分に近く、サンプリング周波数(fs)
のクロック近傍の不要信号(オーバーサンプリンブ周波
数(2・fs)のクロック近傍以外の不要信号;折り返
し成分)が除去される。つまり、上記オーバーサンプリ
ングされた自然画の信号に含まれる折り返し成分が高域
側にシフトされた形になる。
With the above configuration, the video data of the natural image is oversampled and passed through a digital filter unit, whereby the aliasing component (false signal) included in the oversampled natural image signal is output. Sampling frequency (fs), close to effective components for natural images
Unnecessary signals in the vicinity of the clock (unnecessary signals other than the clock near the oversampling frequency (2 · fs); aliasing components) are removed. That is, the aliasing component included in the oversampled natural image signal is shifted to a higher frequency side.

【0019】上記折り返し成分をシフトした自然画の信
号と上記スーパーインポーズ画の信号とがマルチプレク
サで切り替えられ、この切り替えによって得られた合成
画像信号がD/A変換部でアナログ変換され、さらにこ
のアナログ変換された信号が上記アナログ後置フィルタ
部に通されることから、上記高域側の折り返し成分(偽
信号)およびスーパーインポーズ画の信号の高調波成分
が除去される。
The signal of the natural image in which the aliasing component has been shifted and the signal of the superimposed image are switched by a multiplexer, and the composite image signal obtained by the switching is analog-converted by a D / A converter. Since the analog-converted signal is passed through the analog post-filter unit, the high-frequency side aliasing component (false signal) and the harmonic component of the superimposed image signal are removed.

【0020】したがって、上記切り替えに際して、アナ
ログスイッチのような遅延時間や切替時間がないことか
ら、上記合成された画像信号と表示位置との位相にずれ
が生じることもなく、つまり自然画およびスーパーイン
ポーズ画の合成画像を表示する際に各表示位置の位相に
差が生じることもなく、同合成画像を良好に表示するこ
とが可能となる。
Therefore, there is no delay time or switching time unlike the analog switch at the time of the switching, so that there is no shift in the phase between the synthesized image signal and the display position. When displaying a composite image of a pose image, there is no difference in the phase of each display position, and the composite image can be displayed well.

【0021】また、上記アナログ後置フィルタ部によっ
て除去される折り返し成分が高域側にあることから、同
アナログ後置フィルタ部の遮断周波数を上げることがで
き、自然画に対しては帯域制限によってその折り返し成
分を除去することができ、かつ上記スーパーインポーズ
画に対してはその帯域制限が行われることもない。
Further, since the aliasing component removed by the analog post-filter section is located on the high frequency side, the cut-off frequency of the analog post-filter section can be increased, and the natural image is limited by band limitation. The aliasing component can be removed, and the band is not limited to the superimposed image.

【0022】これにより、上記合成画像を表示した際、
自然画の表示がギザギザとならず、滑らかにすることが
でき、上記スーパーインポーズ画の表示を高精細にする
ことができる。
Thus, when the composite image is displayed,
The display of the natural image can be made smooth without being jagged, and the display of the superimposed image can be made high definition.

【0023】[0023]

【実施例】この発明の画像合成回路は、ディジタル処理
された広帯域自然画(ビデオデータ)とコンピュータ等
による高精細なスーパーインポーズ画(データ)とを合
成するに先立って、同自然画のみをオーバーサンプリン
グし、このオーバーサンプリングされた信号に含まれる
折り返し成分(偽信号)を高域側にシフトし、この自然
画の有効な成分および高域側にシフトされた偽信号と上
記スーパーインポーズ画とを所定タイミングで切り替え
て合成し、この合成された信号をアナログ変換し、この
アナログ変換された信号をアナログ後置LPFに通すこ
とにより上記高域側にシフトされた偽信号およびスーパ
ーインポーズ画の信号の高調波成分のみを減衰(除去)
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An image synthesizing circuit according to the present invention, prior to synthesizing a digitally processed wideband natural image (video data) and a high-resolution superimposed image (data) by a computer or the like, only the natural image. Over-sampling, shifting the aliasing component (false signal) included in the over-sampled signal to the high frequency side, and combining the effective component of the natural image and the false signal shifted to the high frequency side with the superimposed image. Are switched at a predetermined timing and synthesized, the synthesized signal is converted into an analog signal, and the analog-converted signal is passed through an analog post-LPF, whereby the false signal shifted to the high frequency side and the superimposed image are converted. Attenuates (removes) only the harmonic components of the signal
I do.

【0024】そのために、図1に示すように、この画像
合成回路は、上記ビデオデータをサンプリング周波数
(fs)の整数倍(k;例えば2倍)の周波数(例えば
2fs)のオーバーサンプリングクロックによってオー
バーサンプリングし、このサンプリングされた信号に含
まれている折り返し成分(偽信号)のうち自然画の有効
な成分に最も近傍している偽信号を減衰し、その有効な
成分および高域側にある折り返し成分をアナログ信号に
見立てたディジタル的信号として出力するためのオーバ
ーサンプリング部7およびディジタルフィルタ部8と、
この得られたディジタル的信号と上記スーパーインポー
ズ画(データ)とを所定タイミングの切替信号によって
切り替えるMPX(マルチプレクサ)部9と、このMP
X部9によってディジタル的に合成された信号(自然画
とスーパーインポーズ画との合成画像信号)をアナログ
変換するD/A変換部10と、このアナログ変換された
合成画像信号から不必要な信号(上記高域側の偽信号お
よびスーパーインポーズ画の高調波成分)を減衰(除
去)するアナログ後置LPF部11とを備えている。
For this purpose, as shown in FIG. 1, the image synthesizing circuit overwrites the video data with an oversampling clock having a frequency (for example, 2 fs) that is an integral multiple (k; for example, twice) of the sampling frequency (fs). Sampling, attenuates the false signal closest to the effective component of the natural image among the aliasing components (alias) included in the sampled signal, and returns the effective component and aliasing on the high frequency side. An oversampling unit 7 and a digital filter unit 8 for outputting the components as digital signals that are analogous to analog signals;
An MPX (multiplexer) unit 9 for switching between the obtained digital signal and the superimposed image (data) by a switching signal at a predetermined timing;
A D / A converter 10 for analog-converting a signal digitally synthesized by the X unit 9 (a synthesized image signal of a natural image and a superimposed image), and an unnecessary signal from the analog-converted synthesized image signal And an analog post-LPF unit 11 for attenuating (removing) the above-mentioned high-frequency side false signal and harmonic components of the superimposed image.

【0025】上記オーバーサンプリング部7は、例えば
整数k=2の場合に図2に示すように、2個のDタイプ
のフリップ・フロップ回路7a,7bおよびアンドゲー
ト回路7cから構成されており、上記自然画(データ)
を1ビットのデータ列とする。なお、第1のフリップ・
フロップ回路7aのクロックはサンプリングクロック
(周波数fs)であり、第2のフリップ・フロップ回路
7bのクロックはオーバーサンプリングクロック(周波
数2fs)である。
The oversampling section 7 is composed of two D-type flip-flop circuits 7a and 7b and an AND gate circuit 7c as shown in FIG. 2 when the integer k = 2, for example. Natural painting (data)
Is a 1-bit data string. Note that the first flip
The clock of the flop circuit 7a is a sampling clock (frequency fs), and the clock of the second flip-flop circuit 7b is an oversampling clock (frequency 2fs).

【0026】上記オーバーサンプリング部7とブロック
構成されるディジタルフィルタ部8は、例えば図3に示
すように、同オーバーサンプリング部7からの1ビット
データ列(nビットデータ)を遅延する遅延レジスタ8
a,…,8bと、1ビットのデータにフィルタ係数αを
乗算する乗算器8cおよび各遅延されたデータにそれぞ
れフィルタ係数β,…,γを乗算する乗算器8d,…,
8eと、各乗算されたデータを加算する加算器8fとか
らなっている。なお、上記オーバーサンプリング部7と
ディジタルフィルタ部8とを分けているが、これは当該
画像合成回路の動作を周波数軸で説明するためである。
As shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. 3, a digital filter section 8 configured as a block with the oversampling section 7 includes a delay register 8 for delaying a 1-bit data string (n-bit data) from the oversampling section 7.
, 8b, a multiplier 8c for multiplying 1-bit data by a filter coefficient α, and a multiplier 8d for multiplying each delayed data by a filter coefficient β,.
8e and an adder 8f for adding each multiplied data. The oversampling unit 7 and the digital filter unit 8 are separated from each other in order to explain the operation of the image synthesizing circuit on the frequency axis.

【0027】そして、上記オーバーサンプリング部7お
よびディジタルフィルタ部8によって、上記自然画(ビ
デオデータ)がオーバーサンプリングされ、このオーバ
ーサンプリングによる折り返し成分(自然画の偽信号)
のうち、自然画の有効な成分に近傍の偽信号が減衰さ
れ、その自然画の有効な成分および高域側の偽信号、つ
まりアナログ信号に見立てたディジタル的信号が得らえ
る。これにより、上記オーバーサンプリングされた自然
画の信号に含まれる偽信号が高域側にシフトされた形に
なる。
Then, the natural image (video data) is oversampled by the oversampling unit 7 and the digital filter unit 8, and the aliasing component due to the oversampling (a false signal of the natural image).
Among them, the false signal near the effective component of the natural image is attenuated, and the effective component of the natural image and the false signal on the high frequency side, that is, a digital signal similar to an analog signal can be obtained. As a result, the false signal included in the oversampled natural image signal is shifted to a higher frequency side.

【0028】また、上記MPX部9は、例えば図4に示
すように、上記オーバーサンプリング部7およびディジ
タルフィルタ部8によってオーバーサンプリングされた
信号と所定タイミングの切替信号との論理積をとる論理
積(2アンド)回路9aと、その切替信号を反転するイ
ンバー回路9bと、上記スーパーインポース画(SIデ
ータ)とその反転切替信号との論理積をとる論理積(2
アンド)回路9cと、上記2アンド回路9a,9cの出
力信号を論理和する論理和(2オア)回路9dとによる
構成である。
As shown in FIG. 4, for example, the MPX unit 9 performs a logical product (AND) of a signal oversampled by the oversampling unit 7 and the digital filter unit 8 and a switching signal at a predetermined timing. 2 AND) circuit 9a, an invar circuit 9b for inverting the switching signal, and a logical product (2) for obtaining a logical product of the super-import image (SI data) and the inverted switching signal.
An AND circuit 9c and a logical OR (2 OR) circuit 9d for logically ORing the output signals of the two AND circuits 9a and 9c.

【0029】そして、上記切替信号の“H”レベル時に
オーバーサランプリングされた自然画の信号を出力し、
同切替信号の“L”レベル時にコンピュータ等によるス
ーパーインポーズ画の信号を出力する。
Then, when the switching signal is at "H" level, a signal of a natural image that has been over-salamped is output,
When the switching signal is at "L" level, a superimposed image signal from a computer or the like is output.

【0030】次に、上記構成の画像合成回路の動作を図
5乃至図9の周波数スペクトラム図および図10の波形
図を参照して説明する。
Next, the operation of the image synthesizing circuit having the above configuration will be described with reference to the frequency spectrum diagrams of FIGS. 5 to 9 and the waveform diagrams of FIG.

【0031】まず、テレビ等の広帯域自然画(ビデオデ
ータ)とコンピュータ等によるスーパーインポーズ画
(データ)を所定タイミングで合成するものとし、オー
バーサンプリング部7およびディジタルフィルタ部8に
おいて上記ビデオデータをサンプリング周波数(fs)
の2倍の周波数のオーバーサンプリングクロックによっ
てオーバーサンプリングしているものとする。
First, it is assumed that a wideband natural image (video data) from a television or the like and a superimposed image (data) from a computer or the like are synthesized at a predetermined timing, and the video data is sampled by an oversampling unit 7 and a digital filter unit 8. Frequency (fs)
It is assumed that oversampling is performed by an oversampling clock having a frequency twice as high as

【0032】すると、上記ディジタルフィルタ部8から
のアナログ信号に見立てたディジタル的信号、つまり自
然画がオーバーサンプリングされた信号と上記スーパー
インポーズ画(データ)の信号とが上記MPX部9で切
り替えられる。
Then, the MPX unit 9 switches between a digital signal that is regarded as an analog signal from the digital filter unit 8, that is, a signal obtained by oversampling a natural image and a signal of the superimposed image (data). .

【0033】上記MPX部9の切り替えにより、上記オ
ーバーサンプリングされた自然画の信号とスーパーイン
ポーズ画の信号が合成され、この合成信号がD/A変換
部10でアナログ変換され、表示可能な合成画像信号に
される。
By the switching of the MPX section 9, the oversampled natural image signal and the superimposed image signal are synthesized, and the synthesized signal is converted into an analog signal by the D / A conversion section 10 and displayed. Converted to an image signal.

【0034】この場合、上記ディジタルフィルタ部8に
通す前における自然画の周波数スペクトラムは例えば図
5に示す形となり、同図の矢印Aは同自然画の有効な成
分であり、また同図の矢印A1,A2(斜線部分)は上
記オーバーサンプリングされた信号に含まれる折り返し
成分,つまりサンプリング周波数の整数倍の偽信号であ
る。
In this case, the frequency spectrum of the natural image before passing through the digital filter section 8 has, for example, the form shown in FIG. 5, and the arrow A in the figure is an effective component of the natural image. A1 and A2 (shaded portions) are aliasing components included in the oversampled signal, that is, false signals of an integral multiple of the sampling frequency.

【0035】ところで、上記ディジタルフィルタ部8の
補間フィルタ特性は例えば図6の矢印B(破線内部)に
示す形であり、つまり上記オーバーサンプリングされた
自然画の有効な成分に近傍する偽信号を減衰(除去)
し、他の信号を補間する。したがって、図7に示すよう
に、上記オーバーサンプリングされた自然画の信号は当
該自然画の有効な成分(同図の矢印A)と高域側の偽信
号(同図の矢印A2)となる。
The interpolation filter characteristic of the digital filter section 8 has, for example, the form shown by the arrow B (inside of the broken line) in FIG. 6, that is, attenuates the false signal near the effective component of the oversampled natural image. (Removal)
And interpolate other signals. Therefore, as shown in FIG. 7, the signal of the oversampled natural image becomes a valid component of the natural image (arrow A in FIG. 7) and a false signal on the high frequency side (arrow A2 in FIG. 7).

【0036】また、上記自然画の有効な成分(同図の矢
印A)と高域側の偽信号(同図の矢印A2)とによる信
号と上記スーパーインポーズ画の信号とがMPX部9で
合成されるが、この合成信号の周波数スペクトラムは例
えば図8に示す形となる。なお、同図の矢印Bはスーパ
ーインポーズ画の信号の基本波成分であり、同図の矢印
B1,B2はそのスーパーインポーズ画の信号の高調波
成分である。
The MPX unit 9 converts a signal based on the effective component of the natural image (arrow A in the figure) and a false signal on the high frequency side (arrow A2 in the figure) and the signal of the superimposed image. The signals are combined, and the frequency spectrum of the combined signal is, for example, as shown in FIG. The arrow B in the figure is a fundamental component of the signal of the superimposed image, and the arrows B1 and B2 in the diagram are harmonic components of the signal of the superimposed image.

【0037】さらに、上記合成された画像の信号がD/
A変換部10でアナログ変換されるが、このアナログ変
換された合成信号の周波数スペクトラムは例えば図9に
示す形となる。なお、図9中、図8と同一部分には同一
符号を付し重複説明を省略する。また、同図の矢印A2
に示す偽信号と同図の矢印B1およびB2に示す高調波
成分とは上記D/A変換のアパーチャ効果によりそのエ
ネルギーレベルが低くなっている。
Further, the signal of the synthesized image is D /
The analog signal is converted by the A-converter 10, and the frequency spectrum of the analog-converted composite signal is, for example, as shown in FIG. In FIG. 9, the same parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The arrow A2 in FIG.
The energy level of the false signal shown in FIG. 7 and the harmonic components shown in arrows B1 and B2 in FIG. 7 are low due to the aperture effect of the D / A conversion.

【0038】さらにまた、上記D/A変換された合成信
号がアナログ後置LPF部6に通されるが、同アナログ
後置LPF部6が図9の矢印Cに示す部分(破線内部)
の帯域であることから、同図の矢印A2に示す自然画の
偽信号および同図の矢印B1,B2に示すスーパーイン
ポーズ画の高調波成分が減衰され、上記自然画の有効な
成分およびスーパーインポーズ画の基本波成分が通され
る。
Furthermore, the D / A-converted synthesized signal is passed through the analog post-LPF unit 6, and the analog post-LPF unit 6 has a portion indicated by an arrow C in FIG.
, The spurious signal of the natural image shown by the arrow A2 in the figure and the harmonic component of the superimposed image shown by the arrows B1 and B2 in the figure are attenuated, and the effective component and the super The fundamental wave component of the imposed image is passed.

【0039】しかも、上記アナログ後置LPF部6の帯
域を上記スーパーインポーズ画の基本波成分と自然画の
高域側の折り返し成分(偽信号)との間で、そのスーパ
ーインポーズ画の基本波成分にかからないようにしてい
ることから、上記スーパーインポーズ画の信号に対して
は帯域制限を行うこともなく、かつ上記自然画の信号に
対しては帯域制限を行うことができる。
Further, the band of the analog post-LPF section 6 is set between the fundamental wave component of the superimposed image and the aliasing component (false signal) on the high frequency side of the natural image, thereby changing the basic frequency of the superimposed image. Since the wave component is not applied, the band of the signal of the superimposed image is not limited, and the band of the signal of the natural image can be limited.

【0040】これにより、例えば図10に示すように、
上記D/A変換部10の出力合成信号、つまり自然画と
スーパーインポーズ画との合成画像を上記アナログ後置
LPF部11に通しても、従来例のように、スーパーイ
ンポーズ画が劣化することもなく、自然画がギザギザし
た形とならず、滑らかな自然画および高精細なスーパー
インポーズ画による合成画像を得ることができる。
Thus, for example, as shown in FIG.
Even when the output composite signal of the D / A conversion unit 10, that is, the composite image of the natural image and the superimposed image is passed through the analog post-LPF unit 11, the superimposed image deteriorates as in the conventional example. In addition, the natural image does not have a jagged shape, and a synthetic image including a smooth natural image and a high-definition superimposed image can be obtained.

【0041】また、上記ディジタル合成によって発生す
る折り返し成分(自然画の有効な成分に近傍のノイズ成
分)がディジタルフィルタで除去されるため、上記自然
画の高解像度、高S/N化が容易であるという効果があ
り、従来例のアナログクランプ回路(図11に示すクラ
ンプ部3,4)が不要となるため、上記ディジタル合成
後のペデスタルレベルの正確化が図れ、かつ波形に傷を
付けることもない。
Since the aliasing component (noise component near the effective component of the natural image) generated by the digital synthesis is removed by the digital filter, it is easy to increase the resolution and S / N of the natural image. Since the conventional analog clamp circuit (clamp units 3 and 4 shown in FIG. 11) is not required, the pedestal level after the above-mentioned digital synthesis can be made accurate, and the waveform can be damaged. Absent.

【0042】さらに、ディジタル処理された自然画(ビ
デオデータ)とコンピュータ等によるスーパーインポー
ズ画(データ)とをMPX部9で切り替えて合成してい
ることから、つまりその切替部(MPX部9)がディジ
タルスイッチに他ならないことから、アナログスイッチ
のような遅延時間および切替時間をほとんど無視するこ
とができ、上記合成時の位相差が原理的に発生せず、上
記合成された信号と表示位置との位相ずれもなく、表示
座標(画面の位置)の特定等が容易になる。
Further, since the natural image (video data) digitally processed and the superimposed image (data) by a computer or the like are switched and synthesized by the MPX unit 9, that is, the switching unit (MPX unit 9) Since this is nothing but a digital switch, the delay time and switching time of an analog switch can be almost neglected, the phase difference at the time of combining does not occur in principle, and the combined signal and display position , The display coordinates (position on the screen) can be easily specified.

【0043】さらにまた、最終段階のアナログ後置フィ
ルタ部11に急峻な特性をもたせる必要もないことか
ら、同アナログ後置フィルタ部11の設計が容易とな
り、低コスト化が図れるという効果がある。
Further, since it is not necessary to provide the analog post-filter unit 11 in the final stage with steep characteristics, the design of the analog post-filter unit 11 becomes easy, and the cost can be reduced.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像合
成回路によれば、ディジタル処理された広帯域自然画の
ビデオデータをサンプリング周波数fsの整数倍(k)
のクロックでオーバーサンプリングし、このオーバーサ
ンプリングにより同ビデオデータに含まれる折り返し成
分を高域側にシフトするためのオーバーサンプリング部
およびディジタルフィルタ部と、上記オーバーサンプリ
ングされたデータと高精細なスーパーインポーズ画のデ
ータとを所定タイミングで切り替えて合成するためのマ
ルチプレクサと、この合成された画像信号をアナログ変
換するD/A変換部と、このアナログ変換された信号に
含まれる上記高域側の折り返し成分を減衰し、上記自然
画の有効な成分および上記スーパーインポーズ信号の基
本波成分を取り出すためのアナログ後置ローパスフィル
タ部とを備えたので、上記自然画とスーパーインポーズ
画とを切り替えて合成する際、アナログスイッチのよう
な遅延時間および切替時間がほとんどないことから、同
合成された画像信号と表示位置との位相差をなくすこと
ができ、つまり表示画像の座標(画面の位置)の特定等
を容易することができ、また上記自然画のデータをオー
バーサンプリングした際に生じる折り返し成分(自然画
の偽信号)を高域側にシフトしていることから、最後の
アナログ後置LPF部によって上記高精細なスパーイン
ポーズ画を帯域制限せずに済み、かつ上記自然画を帯域
制限することができ、合成画像のスーパーインポーズ画
を高精細に表示し、自然画を滑らかに表示することがで
き、ひいては良好な合成画像を得ることができるという
効果がある。
As described above, according to the image synthesizing circuit of the present invention, video data of a digitally processed wideband natural image is converted to an integer multiple (k) of the sampling frequency fs.
An oversampling unit and a digital filter unit for shifting the aliasing component included in the video data to a higher frequency side by the oversampling, and a superimpose of the oversampled data and the high-definition superimposed data. A multiplexer for switching and synthesizing the image data at a predetermined timing, a D / A converter for converting the synthesized image signal into an analog signal, and the aliasing component on the high frequency side included in the analog converted signal And an analog post-low-pass filter unit for extracting the effective component of the natural image and the fundamental wave component of the superimposed signal, so that the natural image and the superimposed image are switched and synthesized. The delay time and the analog switch Since there is almost no replacement time, it is possible to eliminate the phase difference between the combined image signal and the display position, that is, it is possible to easily specify the coordinates of the display image (the position on the screen), Since the aliasing component (false signal of the natural image) generated when the image data is oversampled is shifted to the high frequency side, the high-resolution spur imposed image is band-limited by the last analog post-LPF unit. It is possible to limit the bandwidth of the natural image, to display the superimposed image of the composite image with high definition, to display the natural image smoothly, and to obtain a good composite image. There is an effect that can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す画像合成回路の概略
的ブロック線図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an image synthesizing circuit showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す画像合成回路を構成するオーバーサ
ンプリング部の具体的回路図である。
FIG. 2 is a specific circuit diagram of an oversampling unit included in the image synthesis circuit shown in FIG.

【図3】図1に示す画像合成回路を構成するディジタル
フィルタ部の具体的回路図である。
FIG. 3 is a specific circuit diagram of a digital filter unit included in the image synthesis circuit shown in FIG.

【図4】図1に示す画像合成回路を構成するMPX部の
具体的回路図である。
FIG. 4 is a specific circuit diagram of an MPX unit included in the image synthesis circuit shown in FIG.

【図5】図1に示す画像合成回路の動作を説明するオー
バーサンプリングした自然画の周波数スペクトラム図で
ある。
FIG. 5 is a frequency spectrum diagram of an oversampled natural image for explaining the operation of the image synthesis circuit shown in FIG. 1;

【図6】図1に示す画像合成回路の動作を説明するオー
バーサンプリングした自然画の周波数スペクトラム図で
ある。
FIG. 6 is a frequency spectrum diagram of an oversampled natural image illustrating the operation of the image synthesis circuit shown in FIG. 1;

【図7】図1に示す画像合成回路の動作を説明するオー
バーサンプリングした自然画の周波数スペクトラム図で
ある。
FIG. 7 is a frequency spectrum diagram of an oversampled natural image illustrating the operation of the image synthesis circuit shown in FIG. 1;

【図8】図1に示す画像合成回路の動作を説明する合成
画像の周波数スペクトラム図である。
FIG. 8 is a frequency spectrum diagram of a synthesized image for explaining the operation of the image synthesis circuit shown in FIG. 1;

【図9】図1に示す画像合成回路の動作を説明する合成
画像の周波数スペクトラム図である。
FIG. 9 is a frequency spectrum diagram of a synthesized image for explaining the operation of the image synthesis circuit shown in FIG. 1;

【図10】図1に示す画像合成回路の動作を説明する合
成画像の概略的波形図である。
FIG. 10 is a schematic waveform diagram of a synthesized image illustrating the operation of the image synthesis circuit shown in FIG. 1;

【図11】従来の画像合成回路の概略的ブロック線図で
ある。
FIG. 11 is a schematic block diagram of a conventional image composition circuit.

【図12】従来の画像合成回路の動作を説明する合成画
像の周波数スペクトラム図である。
FIG. 12 is a frequency spectrum diagram of a synthesized image for explaining the operation of the conventional image synthesis circuit.

【図13】従来の画像合成回路の動作を説明する合成画
像の概略的波形図である。
FIG. 13 is a schematic waveform diagram of a synthesized image for explaining the operation of the conventional image synthesis circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 オーバーサンプリング部 8 ディジタルフィルタ部 9 MPX(マルチプレクサ)部 10 D/A変換部 11 アナログ後置フィルタ部 7a,7b フリップ・フロップ回路 7c アンドゲート回路 8a,8b 遅延レジスタ 8c,8d,8e 乗算器 8f 加算器 9a,9c 論理積(2アンド)回路 9b 反転回路 9d 論理和(2オア)回路 A 自然画の有効な成分 B スーパーインポーズ画の基本波成分 A1,A2 折り返し成分(自然画の偽信号) B1,B2 高調波成分(スーパーインポーズ画の) Reference Signs List 7 oversampling section 8 digital filter section 9 MPX (multiplexer) section 10 D / A conversion section 11 analog post-filter section 7a, 7b flip-flop circuit 7c AND gate circuit 8a, 8b delay register 8c, 8d, 8e multiplier 8f Adders 9a, 9c Logical product (2 AND) circuit 9b Inverting circuit 9d Logical OR (2 OR) circuit A Effective component of natural image B Fundamental wave component of superimposed image A1, A2 Return component (false signal of natural image) ) B1, B2 harmonic components (of superimposed image)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ディジタル処理された広帯域自然画のビ
デオデータをサンプリング周波数(fs)の整数倍
(k)のクロックでオーバーサンプリングし、該オーバ
ーサンプリングにより同ビデオデータに含まれる折り返
し成分を高域側にシフトするためのオーバーサンプリン
グ手段およびディジタルフィルタ手段と、 前記オーバーサンプリングされたデータと高精細なスー
パーインポーズ画のデータとを所定タイミングで切り替
えて合成するためのマルチプレクサと、 該合成されたデータをアナログ変換するD/A変換手段
と、 該アナログ変換された信号に含まれる前記高域側の折り
返し成分を減衰し、前記自然画の有効な成分および前記
スーパーインポーズ信号の基本波成分を取り出すための
フィルタ手段とを備えたことを特徴とする画像合成回
路。
1. A digitally processed wideband natural image video data is oversampled by a clock of an integral multiple (k) of a sampling frequency (fs), and the oversampling causes a folded component included in the video data to be on a high frequency side. An oversampling unit and a digital filter unit for shifting to a predetermined time, a multiplexer for switching the oversampled data and high-resolution superimposed image data at a predetermined timing, and a multiplexer. D / A conversion means for performing an analog conversion, for attenuating the high-frequency side aliasing component contained in the analog-converted signal, and extracting an effective component of the natural image and a fundamental wave component of the superimposed signal. Characterized in that it comprises: Synthesis circuit.
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