JP4211144B2

JP4211144B2 - クロマ信号入れ替え回路

Info

Publication number: JP4211144B2
Application number: JP20159999A
Authority: JP
Inventors: 直樹亀山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2019-07-15
Also published as: JP2001036814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種ディスプレイに表示する映像信号にスーパインポーズ等の映像を挿入する場合に用いるクロマ信号入れ替え回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種ディスプレイによる映像表示に対する文字や記号等によるスーパインポーズは、ＯＳＤ（On Screen Display Controller）と呼ばれるデバイスを用いて一般的に実現されている。
図５は、従来のスーパインポーズの具体例を示している。図示の例は、本来の表示画像１０に、ＯＳＤ２０によって白文字のスーパインポーズ画像３０を設けたものである。
また、最近では、より効果的な表示や操作手段を提供する目的で、単なる文字のみでなく、多彩なグラフィックス表示を行う場合が多くなってきている。
これらは、アナログまたはデジタルの映像信号を、予め用意した信号と入れ替えることで実現されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、輝度信号を含めた映像信号の入れ替えを行うため、元にある映像信号を完全に置き換えてしまうことになり、表示した文字やグラフィックスの背景にあたる元の映像信号が完全に見えなくなってしまう。特に、スーパインポーズ表示の視認性をよくするため、例えば図６に示すように、文字表示等の背景として大きな領域を塗りつぶす場合に、その影響が大きくなる。
【０００４】
こうした欠点を補うために、図７に示すように、スーパインポーズ表示を行う背景領域の映像を暗くすることにより、元の映像も見えるようにし、かつ、スーパインポーズ表示の視認性もよくするようにした手段が実現されている。
ところが、この方法は、スーパインポーズ表示の背景領域について、明るさを下げるだけであるので、視認性を高めるためには、スーパインポーズ表示に使用する明るさ、色に制限ができ、多彩な表示を実現する妨げとなる。
【０００５】
一方、映像表示の任意領域の色を変更する手段として、映像データを予めメモリに蓄積しておき、そのデータに処理を加える方法が考えられる。
しかし、メモリからのデータ読み出し、加工、書き込みが必要になり、動画映像に適用するためには、高性能なプロセッサや高速かつ大容量のメモリ等の高価な回路が必要となる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、スーパインポーズ表示の視認性を向上するとともに、スーパインポーズ表示の背景の映像を視認することを可能とするクロマ信号入れ替え回路を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、輝度信号と色差信号とを含む映像信号を入力し、映像の一部または全部の色を入れ替えるクロマ信号入れ替え回路であって、前記輝度信号を入力する輝度信号入力手段と、前記色差信号を入力する色差信号入力手段と、前記予め用意した信号を生成する色信号生成回路と、前記色差信号入力手段から入力した色差信号と前記色信号生成回路に記憶した信号とを選択して出力する選択制御手段と、前記選択制御手段から出力された色差信号と前記輝度信号入力手段によって入力した輝度信号の出力タイミングを、前記色差信号が前記選択制御手段によって出力されるまでの処理時間に合わせて前記輝度信号を遅延させることによって、一致させるタイミング制御手段とを有し、
前記映像の任意の領域の前記映像信号に含まれる色差信号のみを予め用意した信号と入れ替えるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のクロマ信号入れ替え回路では、色差信号入力手段によって入力された色差信号は、選択制御手段の一方の入力端に入力され、色信号生成回路に予め用意した信号は、選択制御手段の他方の入力端に入力される。
選択制御手段では、映像を入れ替える表示領域に応じて、各入力端の入力信号を選択して出力することにより、色差信号の入れ替えを行う。
また、タイミング制御手段では、色差信号の入れ替え処理に要した時間だけ、輝度信号の遅延を行い、色差信号と輝度信号とのタイミングを一致させて出力する。
【０００９】
このようにして、映像信号の色差信号のみを予め用意した信号と入れ替え、この入れ替え後の色差信号と輝度信号とをタイミングを一致させて出力することができる。
したがって、スーパインポーズ表示の視認性を向上するとともに、スーパインポーズ表示の背景の映像を視認することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるクロマ信号入れ替え回路の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるクロマ信号入れ替え回路の構成例を示すブロック図である。
本例のクロマ信号入れ替え回路は、マイクロコントローラ１００と、ＹＣ分離回路１１０と、セレクタ回路１２０、１３０、１４０と、クロマ生成回路１５０と、タイミング生成回路１６０と、遅延回路１７０とを有する。
【００１１】
マイクロコントローラ（ＭＰＵ）１００は、このクロマ信号入れ替え回路全体を制御するものであり、入力映像信号の任意領域の色差信号を予め用意した色差信号に入れ替える処理を行う。
このＭＰＵ１００には、図示しない操作部からの入力等により、入力映像信号の色差信号と入れ替える色差信号や、その入れ替える領域等が予め設定されているものとする。
ＹＣ分離回路１１０は、複合映像信号（コンポジット信号）に含まれる輝度（Ｙ）信号と色差（Ｃ）信号とを分離するものである。
【００１２】
すなわち、本例のクロマ信号入れ替え回路は、輝度信号と色差信号とが分離された映像信号と、輝度信号と色差信号とが複合された映像信号の双方を扱える構成となっており、複合映像信号については、ＹＣ分離回路１１０によって分離した後、入力手段としてのセレクタ回路１２０、１３０に入力するようになっている。
セレクタ回路１２０は、入力された色差信号を選択するものであり、入力映像信号が複合信号か否かに応じて、いずれか一方の入力色差信号を選択して出力する。
セレクタ回路１３０は、入力された輝度信号を選択するものであり、入力映像信号が複合信号か否かに応じて、いずれか一方の入力輝度信号を選択して出力する。
【００１３】
次に、図１において、破線枠Ａで示すセレクタ回路１４０、クロマ生成回路１５０、タイミング生成回路１６０、遅延回路１７０で構成される回路は、入力映像信号の色差信号を入れ替えるものである。
クロマ生成回路１５０は、入力映像信号の色差信号と入れ替える色差信号を生成するものである。このクロマ生成回路１５０には、予め用意された色差信号が設定されている。
タイミング生成回路１６０は、色差信号を入れ替える領域を決定するためのタイミングを生成するものであり、セレクタ回路１４０は、タイミング生成回路１６０によって生成されるタイミングに基づいて、クロマ生成回路１５０からの色差信号とセレクタ回路１２０からの色差信号とを選択し、出力色差信号として出力するものである。
遅延回路１７０は、色差信号の処理によって生じた信号遅延に対応して、輝度信号を遅延させるものである。
【００１４】
以下、このような構成によるクロマ信号入れ替え回路の動作について順次説明する。
まず、入力された映像信号は、複合映像信号の場合には、ＹＣ分離回路１１０により輝度信号と色差信号に分離され、輝度信号がセレクタ回路１３０に、色差信号がセレクタ回路１２０に入力される。また、複合映像信号でない場合には、そのまま輝度信号がセレクタ回路１３０に、色差信号がセレクタ回路１２０に入力される。
セレクタ回路１２０、１３０は、色差信号の入れ替えを行いたい入力映像信号を、ＭＰＵ１００からの設定にしたがって選択する。この設定は、バスまたはＩ／Ｏポートを介して操作部等から行われる。
【００１５】
そして、セレクタ回路１２０、１３０によって選択された輝度信号と色差信号に対して、以下のような処理を行う。
まず、クロマ生成回路１５０は、ＭＰＵ１００からの設定にしたがい、表示したい色、すなわち、入れ替え後の色差信号を生成する。この色差信号としては、ＭＰＵ１００により設定した振幅と位相で、かつ、入力映像信号のサブキャリアの周波数に同期させた正弦波を発生させればよい。サブキャリアの抽出は、設定選択された入力映像信号のカラーバーストから行うことができる。ただし、このような信号生成には、他にも多くの方法があり、本発明はこれらの色差信号生成の具体的な方法を限定するものではない。
【００１６】
タイミング生成回路１６０は、色差信号を入れ替える表示領域を決定するために、セレクタ回路１４０を制御するタイミング信号を生成する。入力映像信号の垂直同期信号（Ｖ−Ｓｙｎｃ）と水平同期信号（Ｈ−Ｓｙｎｃ）を基準とし、ＭＰＵ１００により設定された一定時間後に変化する信号を発生させればよい。経過時間の測定は、映像信号の同期信号に同期した高速なクロックをカウントすることで実現する等の方法がある。このようなタイミング信号生成についても、他に多くの方法があり、本発明はこれらのタイミング信号生成の具体的な方法を限定するものではない。
【００１７】
クロマ生成回路１５０で生成した色差信号と入力映像信号の色差信号とを、タイミング生成回路１６０の出力で制御されるセレクタ回路１４０で切り替えることで、任意の表示領域の色差信号を入れ替える。セレクタ回路１４０から出力される色差信号と、必要に応じて（色差信号の処理時間に合わせて）、遅延回路１７０により遅延された輝度信号との組み合わせにより、色差のみを入れ替えた映像信号を得る。
【００１８】
以上のようなクロマ信号入れ替え回路と、上述した従来のスーパインポーズ回路を組み合わせること、すなわち、図１に示す構成で得られた映像信号に対して、ＯＳＤ２０等の文字表示処理やグラフィックス表示処理を行うことで、視認性がよく、かつ、背景映像を視ることができる文字表示を実現できる。
この結果、図２に示すような、所望の色を有する背景領域４０の上に白色のスーパインポーズ表示４２を行うことができ、また、背景領域４０を通して元の画像を視認することが可能である。
【００１９】
以上のような構成により、映像信号の色差信号を予め用意した信号と入れ替えることにより、以下のような効果を得ることができる。
（１）文字表示等を行う領域の背景色を入れ替えることで、文字等の視認性をよくすることができる。
（２）従来は文字表示等の視認性をよくするために用いられていた表示領域の背景を塗りつぶす場合と異なり、背景の映像を視ることができる。
（３）文字表示領域の背景映像の輝度を落として視認性を上げる方法に比較し、文字表示等に使用する色、輝度に自由度をもたせることができ、多彩な表示が可能となる。
（４）映像信号に簡単な特殊効果を加えることができる。
（５）同様な処理を、入力映像データをメモリに蓄積してプロセッサ等で加工する方法に比較し、安価に実現できる。
【００２０】
次に、本発明の他の実施の形態として、クロマ信号入れ替え回路をデジタル化した場合の構成について説明する。
図３は、図１に示す破線領域Ａの構成をデジタル処理する構成とした場合のブロック図である。
本例のクロマ信号入れ替え回路は、Ａ／Ｄ変換器２１０と、Ｃｒ／Ｃｂ設定レジスタ２２０と、Ｄ／Ａ変換器２３０と、セレクタ回路２４０と、タイミング生成回路２５０と、遅延回路２６０とを有する。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器２１０は、入力映像信号をデジタルデータ列に変換するものである。Ｃｒ／Ｃｂ設定レジスタ２２０は、入れ替え後の表示色である色差データ（Ｃｒ／Ｃｂ）を保持するものであり、色差データ（Ｃｒ／Ｃｂ）は上述したＭＰＵ１００によって設定される。
タイミング生成回路２５０は、色差を入れ替える領域を制御するタイミングを生成するものであり、セレクタ回路２４０は、入力映像の色差データとＣｒ／Ｃｂ設定レジスタ２２０に設定されている色差データを選択するものである。
遅延回路２６０は、デジタル化された輝度データを遅延させるものであり、Ｄ／Ａ変換器２３０は、セレクタ回路２４０及び遅延回路２６０から出力される各デジタルデータ列をアナログの色差信号と輝度信号に変換して出力するものである。
【００２２】
以下、このような構成によるクロマ信号入れ替え回路の動作について順次説明する。
まず、入力された輝度信号と色差信号は、Ａ／Ｄ変換器２１０でサンプリングクロックによって標本化されたデジタルデータ列に変換される。同時に映像同期信号も標本化され、出力される。色差データ列は、Ｒｅｃ．６０１等の規格に準拠したレッド色差データＣｒ、ブルー色差データＣｂの２種類となる。
一方、Ｃｒ／Ｃｂ設定レジスタ２２０は、ＭＰＵ１００からの設定により、表示したい色、すなわち入れ替え後のレッド色差データＣｒ、ブルー色差データＣｂの値を保持している。
【００２３】
そこで、Ａ／Ｄ変換器２１０から出力されるデータ列Ｃｒ、Ｃｂと、Ｃｒ／Ｃｂ設定レジスタ２２０に保持されているデータ列Ｃｒ、Ｃｂとを、上述したタイミング生成回路１６０と同様に動作するタイミング生成回路２５０によって制御されたセレクタ回路２４０で切り替えることにより、Ｃｒ、Ｃｂを入れ替えたデータ列を得る。
そして、このようにして得られた色差データ列と、必要に応じて遅延回路２６０により遅延された輝度データ列を、Ｄ／Ａ変換器２３０によってアナログ信号に変換し、入力映像信号の任意領域の色差を入れ替えた映像信号を得る。
【００２４】
図４は、図３に示す構成に付加することのできるスーパインポーズの生成回路を示すブロック図である。
すなわち、図３に示すようにデジタル処理を行う構成の場合には、この構成内に文字表示やグラフィック表示等の処理回路を挿入することが可能となる。
図４の構成では、Ａ／Ｄ変換器２３０の前段に輝度設定レジスタ３１０とセレクタ回路３２０を挿入し、タイミング回路２５０によってスーパインポーズ表示に合わせてセレクタ回路３２０を制御する。なお、輝度設定レジスタ３１０には、予めＭＰＵ１００から輝度データ列が設定されている。
【００２５】
これにより、上述した遅延回路２６０からの輝度データ列とレジスタ回路３１０からの輝度データ列とを選択することで、スーパインポーズ表示を含む輝度データ列Ｙを生成し、Ｄ／Ａ変換器２３０に出力する。
現在、映像処理をデジタルで行うことがほとんどであり、また、いったんデジタル化してしまえば、色差信号の切り替え回路は、単純な構成、動作で実現できるという利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のクロマ信号入れ替え回路は、輝度信号と色差信号とを含む映像信号を入力し、映像の一部または全部の色を入れ替えるクロマ信号入れ替え回路であって、映像信号の色差信号のみを予め用意した信号と入れ替えるようにした。
このため、スーパインポーズ表示の視認性を向上するとともに、スーパインポーズ表示の背景の映像を視認することが可能となる。
【００２７】
具体的には、文字表示等を行う領域の背景色を入れ替えることで、文字等の視認性をよくすることができる。
また、従来は文字表示等の視認性をよくするために用いられていた表示領域の背景を塗りつぶす場合と異なり、背景の映像を視ることができる。
また、文字表示領域の背景映像の輝度を落として視認性を上げる方法に比較し、文字表示等に使用する色、輝度に自由度をもたせることができ、多彩な表示が可能となる。
また、映像信号に簡単な特殊効果を加えることができる。
さらに、同様な処理を、入力映像データをメモリに蓄積してプロセッサ等で加工する方法に比較し、安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるクロマ信号入れ替え回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す回路にスーパインポーズ回路を組み合わせた場合のスーパインポーズ表示の具体例を示す説明図である。
【図３】図１に示すクロマ信号入れ替え回路の一部をデジタル処理化した場合の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示す回路に組み合わせることができるスーパインポーズ回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来のスーパインポーズ表示の具体例を示す説明図である。
【図６】従来のスーパインポーズ表示の具体例を示す説明図である。
【図７】従来のスーパインポーズ表示の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００……マイクロコントローラ、１１０……ＹＣ分離回路、１２０、１３０、１４０……セレクタ回路、１５０……クロマ生成回路、１６０……タイミング生成回路、１７０……遅延回路。

Claims

輝度信号と色差信号とを含む映像信号を入力し、映像の一部または全部の色を入れ替えるクロマ信号入れ替え回路であって、
前記輝度信号を入力する輝度信号入力手段と、
前記色差信号を入力する色差信号入力手段と、
前記予め用意した信号を生成する色信号生成回路と、
前記色差信号入力手段から入力した色差信号と前記色信号生成回路に記憶した信号とを選択して出力する選択制御手段と、
前記選択制御手段から出力された色差信号と前記輝度信号入力手段によって入力した輝度信号の出力タイミングを、前記色差信号が前記選択制御手段によって出力されるまでの処理時間に合わせて前記輝度信号を遅延させることによって、一致させるタイミング制御手段とを有し、
前記映像の任意の領域の前記映像信号に含まれる色差信号のみを予め用意した信号と入れ替えるようにしたクロマ信号入れ替え回路。
前記輝度信号と色差信号の複合信号よりなる映像信号を前記輝度信号と色差信号とを分離して入力する手段を有する請求項１記載のクロマ信号入れ替え回路。
アナログ映像信号のアナログ色差信号に対して、予め用意したアナログ信号を入れ替えるようにした請求項１記載のクロマ信号入れ替え回路。
アナログ映像信号をデジタルに変換し、デジタル色差データに対して、予め用意したデータを入れ替えるようにした請求項１記載のクロマ信号入れ替え回路。
前記映像信号の色差信号と前記予め用意した信号とを入れ替える領域を表示画面上の任意の領域に設定する設定手段を有する請求項１記載のクロマ信号入れ替え回路。
前記映像信号の色差信号と前記予め用意した信号とを入れ替えた領域にスーパインポーズ表示を行うスーパインポーズ回路を接続する請求項１記載のクロマ信号入れ替え回路。