JP3046992B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

映像信号処理装置

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JP3046992B2
JP3046992B2 JP5272374A JP27237493A JP3046992B2 JP 3046992 B2 JP3046992 B2 JP 3046992B2 JP 5272374 A JP5272374 A JP 5272374A JP 27237493 A JP27237493 A JP 27237493A JP 3046992 B2 JP3046992 B2 JP 3046992B2
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circuit
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俊朗 中莖
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーの映像信号をデ
ジタルデータとして取り扱う映像信号処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、カラーの合成ビデオ信号は、
赤、緑、青の三原色を表す色成分信号(R、G、B)に
対して、色差マトリクス、平行変調等の処理を施すこと
により得られる。これらの処理は、カラーエンコーダと
称される、図5に示すような映像信号処理装置により行
われる。
【0003】色分離回路1は、三原色(あるいはその補
色との組み合わせ)の色成分が所定の順序で繰り返され
る映像信号(Y1)を成分毎に振り分け、それぞれ独立
した色成分信号(R、G、B)を発生する。映像信号
(Y1)は、例えば、モザイク状のカラーフィルタが装
着された撮像素子の出力より得られるものであり、それ
ぞれ定められた数の水平走査線及び画素情報により1垂
直走査期間及び1水平走査期間が構成されている。ホワ
イトバランス制御回路2は、色成分信号(R、G、B)
のそれぞれに固有のゲインを与えることにより、各色成
分信号(R、G、B)の平均レベルを均一化し、白色の
被写体に対して白色を再生画面上に再現できるようにし
ている。このホワイトバランス制御回路2の動作制御
は、例えば、後述する色差信号(R−Y、B−Y)の積
分値を所定値に近付けるようなフィードバック制御によ
り行われる。色差マトリクス回路3は、ホワイトバラン
スの調整が成された3種類の映像信号(R、G、B)を
取り込み、各成分を所定の割合〔R:30%、G:59
%、B:11%〕で合成して輝度信号(Y)を生成し、
さらに、映像信号(R、B)から輝度信号(Y)を差し
引いて2種類の色差信号(R−Y、B−Y)を生成す
る。平衡変調回路4は、位相差90°の2つの色副搬送
波(SC1、SC2)を色差信号(R−Y、B−Y)で
それぞれ振幅変調し、両者を合成して搬送色信号(C
C)を生成する。
【0004】一方、色同期信号発生回路5は、カラーバ
ーストと称される色同期信号(CB)を発生する。この
色同期信号(CB)は、色副搬送波(SC1、SC2)
と同一の周期で、且つ、色副搬送波(SC1、SC2)
に対して所定の位相差を有しており、水平帰線消去期間
の特定のタイミングで8〜9周期ずつ発生される。加算
回路6は、色同期信号(CB)及び後述する同期信号発
生回路7から供給される複合同期信号(CS)に搬送色
信号(CC)と輝度信号(Y)とを加算し、所定のテレ
ビジョン方式に従うビデオ信号(Y2)を生成する。そ
して、同期信号発生回路7は、テレビジョン方式毎に定
められた周波数の基準クロックに基づいて各種同期信号
を生成し、これらの同期信号を各部に供給することで、
相互の動作を同期させる。同時に、基準クロックから2
つの色副搬送波(SC1、SC2)を生成して平衡変調
回路4に供給する。
【0005】以上のようにして生成されるビデオ信号
(Y2)は、図6に示すように、1ライン分の映像情報
が水平走査期間毎に連続し、各水平走査期間の区切りと
なる水平帰線消去期間内に色同期信号(CB)及び水平
同期信号が挿入されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年のテレビカメラシ
ステム等においては、従来のアナログ信号処理による映
像信号処理装置に代わり、調整が容易で映像信号の劣化
が少ないデジタル信号処理を採用した映像信号処理装置
を用いることが考えられている。この場合、映像信号
(Y1)の入力段階でアナログ/デジタル(A/D)変
換し、各信号処理の過程において色成分信号(R、G、
B)や色差信号(R−Y、B−Y)をデジタルデータと
して取り扱えるようにし、所定の処理が完了した後にデ
ジタル/アナログ(D/A)変換してビデオ信号(Y
2)を得るように構成される。
【0007】ところで、図6に示す如きビデオ信号(Y
2)は、取り得る電圧の範囲が互いに異なる映像成分
(輝度成分及び色成分を含む)及び同期成分(走査タイ
ミングの同期及び色同期を含む)により構成される。こ
のため、各信号をデジタルデータとして取り扱う際に、
変換回路の分解能によっては、映像成分により表される
階調が不十分になる。即ち、ビデオ信号(Y2)の映像
成分と同期成分とが互いに異なる範囲の電圧を取ること
から、ビデオ信号(Y2)が取り得る電圧の最小値(V
L)と最大値(VH)とをD/A変換回路のリファレンス
電圧に選んでも、映像成分に対して実質的に割り当てら
れる範囲は、リファレンス電圧の範囲よりも狭くなる。
従って、D/A変換回路が十分な分解能を備えていたと
しても、映像成分に対する割り当て範囲の縮小分だけ階
調が減少することになる。
【0008】そこで本発明は、映像信号をデジタルデー
タとして取り扱う映像信号処理装置において、D/A変
換回路の分解能を十分に活用し、映像信号の階調を十分
に確保することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、映像信号をデジタルデータに変換して所定の処理を
施す信号処理装置において、所定のフォーマットに従う
映像信号に対応した映像データを基準クロック周期にて
得る手段と、上記映像信号の色同期信号に対応する色同
期データを水平帰線消去期間の一部の映像データに加算
する手段と、上記色同期データが加算された上記映像デ
ータをアナログ値に変換するデジタルアナログ変換回路
と、上記映像信号の水平同期信号に応答して上記デジタ
ルアナログ変換回路のアナログ出力に一定のオフセット
電圧を重畳する手段と、を備えたことにある。
【0010】
【作用】本発明によれば、色同期データを輝度データ及
び搬送色データが取り得る範囲の値と置き換え、デジタ
ルアナログ変換回路の出力にオフセット電圧を重畳する
ことにより同期信号を挿入するようにしている。このた
め、映像成分が取り得る範囲を越えるようなデータがデ
ジタルアナログ変換回路に入力されることはなく、映像
成分の最小値から最大値までの範囲を参照電圧の全ての
範囲に対応させることが可能になる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の映像信号処理回路の構成を
示すブロック図である。A/D変換回路11は、映像信
号(Y1)を1ビット単位でデジタルデータに変換し、
映像信号データ(D1)を出力する。ここで、映像信号
(Y1)は、図5と同様に、撮像素子の出力から得られ
るものであり、例えば、三原色の色成分が所定の順序で
繰り返される。色分離回路12は、A/D変換回路11
から与えられる映像データ(D1)を取り込み、各色成
分毎に振り分けて、それぞれ独立した色成分データ(R
1、G1、B1)を発生する。ホワイトバランス制御回
路13は、色成分データ(R1、G1、B1)のそれぞ
れに固有のゲインデータを乗じて、各色成分データ(R
1、G1、B1)の一定期間内の平均レベルを均一化す
る。このホワイトバランス制御回路13の動作制御は、
例えば、後述する色差データ(RY、BY)の積分値を
所定値に近付けるようにするフィードバック制御により
行われる。色差マトリクス回路14は、ホワイトバラン
スの調整が成された3種類の色成分データ(R2、G
2、B2)を取り込み、各データに所定の係数〔R2×
0.30、G2×0.59、B2×0.11〕を乗じた
後に互いに加算して輝度データ(YD)を生成する。同
時に、色成分データ(R2、B2)から輝度データ(Y
D)をそれぞれ差し引いて2種類の色差データ(RY、
BY)を生成する。平衡変調回路15は、2種類の色差
データ(RY、BY)を平衡変調し、搬送色データ(C
D)を生成する。この平衡変調は、通常の信号処理にお
いては、位相が90°ずれた2種類の色副搬送波を色差
信号(R−Y、B−Y)で振幅変調することにより行わ
れるが、デジタル化された色差データ(RY、BY)に
対しては、以下のような処理により行われる。即ち、色
差データ(RY)について、色副搬送波を振幅変調した
のと同等の処理をするためには、図2に示すように、色
副搬送波の4倍の周波数のサンプリングクロックによ
り、色差データ(RY)を、(RY)、0、−(R
Y)、0、(RY)・・・なる順でサンプリングすれば
よい。同様にして、色差データ(BY)に対しても、9
0°の位相差を考慮し、色副搬送波の4倍の周波数のサ
ンプリングクロックにより、色差データ(BY)を、
0、(BY)、0、−(BY)、0・・・なる順にサン
プリングすればよい。そして、これらのサンプリングデ
ータを加算すれば搬送色データ(CD)を得ることがで
きる。実際の処理においては、色差データ(RY、B
Y)に対して、(RY)、(BY)、−(RY)、−
(BY)、(RY)・・・なるサンプリングデータを順
次対応させることによって搬送色データ(CD)を生成
する。
【0012】一方、色同期データ生成回路16は、搬送
色データ(CD)に同期して、カラーバーストに相当す
る色同期データ(BD)を発生する。この色同期データ
(BD)は、図3に示すように、例えば、NTSC方式
に対応する場合には、周波数3.58MHzの色同期信
号を4倍の周波数14.32MHzの基準クロックでサ
ンプリングした値に相当するデータ、即ち、基準クロッ
クに従い、0、1、2、1、0・・・なる順で繰り返さ
れるデータにより構成される。この色同期データ(B
D)については、0、1、2なるデータにより表してあ
るが、実際のデータとしては、0に対して輝度データ
(YD)及び搬送色データ(CD)の最小値、即ち、黒
基準レベルを表すデータが対応付けられ、1、2に対し
て色同期信号の振幅に合わせた適数ビットのデータが対
応付けられる。また、この色同期データ(BD)は、搬
送色データ(CD)と一定の位相差を有しており、水平
帰線消去期間に特定のタイミングで32〜36データず
つ発生される。加算回路17は、色同期データ(BD)
に輝度データ(YD)と搬送色データ(CD)とを加算
し、映像データ(D2)を生成する。そして、D/A変
換回路18は、2つのリファレンス電圧(VL、VH)を
参照して映像データ(D2)をアナログ値に変換する。
ここで、D/A変換回路19で参照されるリファレンス
電圧(VL、VH)は、映像成分が取り得る範囲の最小値
及び最大値に設定される。さらに、オフセット制御回路
19は、後述するタイミング制御回路20から与えられ
る複合同期信号CSに応答して、D/A変換回路18の
出力に一定のオフセット電圧を重畳することで、同期信
号を挿入する。即ち、水平同期信号に従い、水平帰線消
去期間内の一部の期間を除いてオフセット電圧を重畳す
ることで、図4に示すように、水平帰線消去期間の特定
のタイミングで黒基準レベル以下となる同期信号が挿入
されることになる。なお、垂直帰線消去期間には、水平
同期信号が反転することから、オフセット電圧の重畳さ
れる期間は逆になり、水平同期信号を表す期間にのみオ
フセット電圧が重畳されることになる。このように、リ
ファレンス電圧(VL)以下の出力をD/A変換回路1
8の出力側で作るようにすればす、映像情報を表す搬送
色データ(CD)及び輝度データ(YD)について、リ
ファレンス電圧(VL、VH)の間から取り出される全て
の電圧の割り当てが可能になる。
【0013】タイミング制御回路20は、テレビジョン
方式毎に定められた周波数を有する基準クロックに基づ
いて各種のタイミング信号を発生し、これらのタイミン
グ信号を各部に供給することにより、色分離回路12か
ら平衡変調回路15まで、さらには、色同期データ生成
回路16の動作を互いに同期させる。例えば、色同期信
号データ生成回路16に対して、水平走査周期のタイミ
ング信号を与え、水平帰線消去期間毎に所定のデータを
発生させるように構成している。また、このタイミング
制御回路21は、水平走査及び垂直走査の同期信号を合
成した複合同期信号CSを生成し、オフセット制御回路
19に供給すると共に、撮像素子に与えて撮像素子の走
査タイミングを各部の動作に同期させる。これにより、
A/D変換回路11に入力される映像信号Y1と各部の
動作とが同期し、適正なタイミングでの信号処理が成さ
れる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、ビデオ信号の映像成分
が取り得る最小レベルから中間レベルまでの間の値で置
き換えられた色同期データを用い、D/A変換回路の出
力にオフセット電圧を重畳して水平同期信号及び垂直同
期信号を挿入することにより、2つのリファレンス電圧
の間から取り出される電圧の全てが映像成分に割り当て
られる。このため、D/A変換回路の表し得る階調が減
少することはなくなり、D/A変換回路が有する分解能
が有効に活用されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の映像信号処理回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】平衡変調回路の動作を説明する図である。
【図3】色同期データ生成回路の動作を説明する図であ
る。
【図4】本発明の映像信号処理装置から出力されるビデ
オ信号の波形図である。
【図5】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロック
図である。
【図6】従来の映像信号処理装置から出力されるビデオ
信号の波形図である。
【符号の説明】
11 A/D変換回路 12 色分離回路 13 ホワイトバランス制御回路 14 色差マトリクス回路 15 平衡変調回路 16 色同期データ生成回路 17 加算回路 18 D/A変換回路 19 オフセット制御回路 20 タイミング制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−2495(JP,A) 特開 平1−193785(JP,A) 特開 平1−177794(JP,A) 特開 平2−31586(JP,A) 特開 平3−145393(JP,A) 特開 昭63−52592(JP,A) 特開 昭64−67084(JP,A) 特開 昭63−157588(JP,A) 特開 昭62−166685(JP,A) 特開 平3−195180(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/64 H04N 9/65

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号の各色成分に対応する色成分デ
    ータから輝度データ及び色差データを生成する式差マト
    リクス回路と、2種類の式差データを平衡変調して搬送
    色データを得る平衡変調回路と、上記映像信号の色同期
    信号に対応し、上記映像信号の黒基準レベルから中間レ
    ベルまでの間の値を表すデータに置き換えられた色同期
    データを発生する色同期データ生成回路と、上記輝度デ
    ータに上記搬送色データを加算し、且つ、水平帰線消去
    期間の一部に上記色同期データを加算して映像データを
    得る加算回路と、この映像データをアナログ値に変換す
    るデジタルアナログ変換回路と、上記映像信号の水平同
    期信号に応答して上記デジタルアナログ変換回路のアナ
    ログ出力に一定のオフセット電圧を重畳するオフセット
    制御回路と、を備えたことを特徴とする映像信号処理装
    置。
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