JP5151177B2 - Pixel number converter - Google Patents
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本発明は画素数変換装置に係り、特に2つの画素数変換処理回路を縦続接続した構成により、入力された画像信号の画素数を変換して出力する画素数変換装置に関する。 The present invention relates to a pixel number conversion device, and more particularly to a pixel number conversion device that converts and outputs the number of pixels of an input image signal by a configuration in which two pixel number conversion processing circuits are connected in cascade.
記録再生装置において、ハイビジョン信号などの高解像度の画像信号を標準解像度の画像信号に変換して記録する記録時や、再生した画像信号の解像度を変換して別の解像度の画像信号として出力するなどの再生時において、画素数変換処理(スケーリング処理)を行う場合、従来は記録時、再生時でそれぞれ専用に画素数変換装置(スケーリング回路又はスケーラー)を設けて、それぞれ独立して画素数変換処理を実現する方法か、又は1つの画素数変換装置(スケーリング回路又はスケーラー)を記録再生時に共有して、画素数変換処理を実現する方法がある。 In recording and playback devices, when recording high-definition image signals such as high-definition signals converted to standard-resolution image signals and recording, and the resolution of the reproduced image signal is converted and output as another resolution image signal, etc. When performing pixel number conversion processing (scaling processing) at the time of reproduction, conventionally, a dedicated pixel number conversion device (scaling circuit or scaler) is provided at the time of recording and reproduction, and the pixel number conversion processing is independently performed. Or a method of realizing a pixel number conversion process by sharing a single pixel number conversion device (scaling circuit or scaler) during recording and reproduction.
ここで、画素数変換は、例えば、入力された変換前の画像データのサンプリング周波数が変換後の所望のサンプリング周波数になるように変換前の画像データにゼロ内挿を行い、そのゼロ内挿後の画像データに対してローパスフィルタを用いて、希望する画素数の変換後の画像データを得る。従って、上記のローパスフィルタの特性は、変換前と変換後のサンプリング周波数(画素数)により決定され、複数の変換比に対応する場合には複数の特性のローパスフィルタが必要であり、回路規模が大規模になり、また変換前後の画素数に適合した複雑な制御が必要である。 Here, in the pixel number conversion, for example, zero interpolation is performed on the image data before conversion so that the sampling frequency of the input image data before conversion becomes a desired sampling frequency after conversion, and after the zero interpolation Using the low-pass filter, the image data after conversion of the desired number of pixels is obtained. Therefore, the characteristics of the above-described low-pass filter are determined by the sampling frequency (number of pixels) before and after the conversion. When the conversion ratio corresponds to a plurality of conversion ratios, a low-pass filter having a plurality of characteristics is necessary, and the circuit scale is large. A large scale and complicated control adapted to the number of pixels before and after conversion are necessary.
そこで、上記の問題を解決するため、任意の自然数個の入力画像データの水平方向及び垂直方向に対する平均値を算出し、平均値の画像データを水平方向及び垂直方向に補間処理すると共に、その補間処理のために人間の目の感度が輝度信号と色差信号とで異なることを利用した特性のフィルタを用いることで回路規模を削減するようにした画素数変換装置が従来提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to solve the above problem, an average value of the arbitrary natural number of input image data in the horizontal direction and the vertical direction is calculated, the average value image data is interpolated in the horizontal direction and the vertical direction, and the interpolation is performed. A pixel number conversion device that reduces the circuit scale by using a filter having characteristics that utilize the fact that the sensitivity of the human eye differs between the luminance signal and the color difference signal for processing has been conventionally proposed (for example, Patent Document 1).
しかるに、記録時、再生時にそれぞれ専用に画素数変換装置を設ける場合は、画素数変換装置が2つ必要になり、また、それぞれに専用のメモリが必要になるので回路規模が大きくなってしまうという課題がある。 However, when a dedicated pixel number conversion device is provided for recording and reproduction, two pixel number conversion devices are required, and a dedicated memory is required for each, which increases the circuit scale. There are challenges.
また、1つの画素数変換装置を記録時と再生時とで共用する場合には、メモリから画像データを読み出し、画素数変換後に変換後の画像データをメモリに書き戻す必要があり、メモリのアクセス頻度が増大するという課題がある。 In addition, when one pixel number conversion device is used for both recording and reproduction, it is necessary to read image data from the memory and write the converted image data back to the memory after converting the number of pixels. There is a problem that the frequency increases.
更に、特許文献1記載の従来の画素数変換装置では、画素数変換装置自体の回路規模は縮小できるものの、記録時、再生時共に画素数変換装置が必要となるので、回路規模の縮小効果はそれほど大きくない。
Further, in the conventional pixel number conversion device described in
そこで、本発明者は、先に特願2005−240612号にて、入力と出力でそれぞれ専用のメモリ等の記憶手段を持つ必要を無くすことにより、回路規模とメモリ個数の増大を抑制し、また、メモリへのアクセス頻度を低減して様々な画素数変換を行うことが可能な画素数変換装置を提案した。 Therefore, the present inventor, in Japanese Patent Application No. 2005-240612, suppresses the increase in the circuit scale and the number of memories by eliminating the need for storage means such as dedicated memories for input and output. Therefore, a pixel number conversion device capable of performing various pixel number conversions by reducing the frequency of access to the memory has been proposed.
しかし、この画素数変換装置は、2つの画素数変換部を縦続接続した構成により、出力画像信号に同期して入力された画像信号の画素数を変換して出力する構成であり、画素数変換後の画像データを外部に出力する場合、出力のタイミングコントローラの要求に応じて直ちに画像データを出力できるように、予めメモリから読み出した画像データをバッファに格納しておく先読み動作を行うため、各画素数変換部にタイミングのずれた同期信号を供給する必要があるが、変換前後の画像データの走査線数、画素数等の画像フォーマットの違いにより、同期信号のタイミングをずらす量を変更しなければならず、制御が複雑になるという課題がある。 However, this pixel number conversion device has a configuration in which two pixel number conversion units are connected in cascade to convert the number of pixels of an image signal input in synchronization with an output image signal and output the pixel number conversion unit. When outputting later image data to the outside, each image data read in advance from the memory is stored in a buffer so that the image data can be output immediately in response to a request from the output timing controller. Although it is necessary to supply a synchronization signal with a shifted timing to the pixel number conversion unit, the amount by which the timing of the synchronization signal is shifted must be changed depending on the image format such as the number of scanning lines and the number of pixels of the image data before and after conversion. There is a problem that control is complicated.
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、2つの画素数変換部を縦続接続した構成により、出力信号に同期して動作させる場合であっても、直接メモリから画像データを読み出して出力するのと同様な画素数変換を行うことが可能な画素数変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and even with a configuration in which two pixel number conversion units are connected in cascade, image data is directly read out from a memory and output even when operated in synchronization with an output signal. It is an object of the present invention to provide a pixel number conversion device capable of performing the same number of pixel conversions.
上記の目的を達成するため、本発明は、外部から入力された入力画像信号である第1の画像信号、又は本装置内の記憶手段から読み出した画像信号である第2の画像信号の水平ライン数にあたる垂直方向における画素数の変換を行う垂直画素数変換部と、第1又は第2の画像信号の水平方向における画素数の変換を行う水平画素数変換部との2つの画素数変換部を縦続接続し、この2つの画素数変換部によって垂直方向における画素数と水平方向における画素数とがそれぞれ変換された画像信号を、画像出力部を通して外部へ出力する画素数変換装置であって、
2つの画素数変換部は、それぞれ、外部から入力された同期信号に同期して入力された第1の画像信号に対して画素数変換を行ってから記憶手段に記憶する入力側に同期した動作モードである第1の動作モードと、画像出力部からの同期信号に同期して記憶手段から読み出した第2の画像信号に対して画素数変換を行ってから画像出力部へ出力する出力側に同期した動作モードである第2の動作モードと、外部から入力された同期信号又は画像出力部から入力された同期信号に同期して記憶手段から読み出した第2の画像信号に対して画素数変換を行ってから記憶手段に記憶する単独で動作する動作モードである第3の動作モードとのうち、任意に選択されたいずれか一の動作モードで動作し、第2の動作モードでの動作時はそれぞれ外部から供給される、読み出し可能を示す使用可信号に基づいて画素数変換動作を開始し、その後画素数変換動作を終了し変換された画像信号を出力可能となったときは出力可能信号を生成して出力する手段を有し、縦続接続された2つの画素数変換部が共に第2の動作モードで動作する時は、縦続接続された2つの画素数変換部のうち、前段に接続されている一方の画素数変換部は、記憶手段から供給される使用可信号に基づいて画素数変換動作を開始し、その後画素数変換動作を終了し変換された画像信号を出力可能となったときに、出力可能信号を、後段に接続されている他方の画素数変換部に使用可信号として供給する手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a horizontal line of a first image signal that is an input image signal input from the outside, or a second image signal that is an image signal read from storage means in the apparatus. Two pixel number conversion units, a vertical pixel number conversion unit that converts the number of pixels in the vertical direction corresponding to the number, and a horizontal pixel number conversion unit that converts the number of pixels in the horizontal direction of the first or second image signal. A pixel number conversion device that is connected in cascade and outputs an image signal in which the number of pixels in the vertical direction and the number of pixels in the horizontal direction are converted by the two pixel number conversion units to the outside through the image output unit,
Each of the two pixel number conversion units performs an operation synchronized with the input side, which performs pixel number conversion on the first image signal input in synchronization with the synchronization signal input from the outside and then stores it in the storage means A first operation mode, which is a mode, and an output side that outputs the image to the image output unit after converting the number of pixels of the second image signal read from the storage means in synchronization with the synchronization signal from the image output unit The number of pixels is converted for the second operation mode which is a synchronized operation mode and the second image signal read from the storage means in synchronization with the synchronization signal input from the outside or the synchronization signal input from the image output unit. When operating in the second operation mode, the operation is performed in any one operation mode selected from the third operation mode, which is an operation mode independently operated and stored in the storage means. Are each external Start the pixel number conversion operation based on the available signal indicating that it can be read, and then terminate the pixel number conversion operation and generate an output enable signal when the converted image signal can be output. When two cascaded pixel number conversion units operate in the second operation mode, the two connected pixel number conversion units are connected to the preceding stage. The pixel number conversion unit starts the pixel number conversion operation based on the usable signal supplied from the storage unit, and then outputs the converted image signal when the pixel number conversion operation is completed and the converted image signal can be output. It is characterized by having a means which supplies a possible signal as a usable signal to the other pixel number conversion part connected to the back | latter stage.
本発明によれば、後段側の他方の画素数変換部の動作開始タイミングを前段側の一方の画素数変換部の動作開始タイミングと同一にでき、各画素数変換部や記憶手段にタイミングのずれた同期信号を供給するなどの複雑な制御を行わなくても、後段側の他方の画素数変換部は常に前段側の一方の画素数変換部が第1の画素数変換を終了した画像信号の出力可能状態となってからその第1の画素数変換後の画像信号を取り込んで第2の画素数変換を行うことができ、2つの画素数変換部の処理の順番や処理時間等に依存しない柔軟なシステムの構築が可能となる。 According to the present invention, the rear stage side other operation start timing of the pixel number conversion section can the same as the operation start timing of one number of pixel conversion section of the preceding stage, the timing to each pixel number converter and storage means Even if complicated control such as supplying a shifted synchronization signal is not performed, the other pixel number conversion unit on the rear stage side is always an image signal in which one pixel number conversion unit on the front stage side has finished the first pixel number conversion. The second pixel number conversion can be performed by taking in the image signal after the first pixel number conversion after the output state is enabled, depending on the processing order and processing time of the two pixel number conversion units It is possible to construct a flexible system that does not.
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になる画素数変換装置の一実施の形態の全体構成のブロック図を示す。本実施の形態をビデオカメラに適用した場合、CCD(Charge Coupled Devise;電荷結合素子)やCMOSセンサ等の固体撮像素子で光電変換して得られた画像信号(これは静止画信号、動画像信号どちらも可能)が、図1の画像入力部1に入力される。また、本実施の形態をVTRと同様な放送記録機器に適用する場合は、テレビチューナで選局受信された画像信号が、図1の画像入力部1に入力される。画像入力部1は入力された画像信号の有効期間を示す信号、奇数/偶数フィールドの判別信号(フィールドインデックス)、垂直同期信号、水平同期信号を発生する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a pixel number conversion apparatus according to the present invention. When this embodiment is applied to a video camera, an image signal obtained by photoelectric conversion with a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Devise) or a CMOS sensor (this is a still image signal or a moving image signal). Both are possible) are input to the
図1において、この画像入力部1から取り出された画像信号(通常は動画像信号)は、信号選択部2を経由して垂直画素数変換部(Vスケーラ)3に供給されて垂直方向の画素数(走査線数)が変換された後、信号選択部2を経由して水平画素数変換部(Hスケーラ)4に供給され、ここで水平方向の画素数が変換される。
In FIG. 1, an image signal (usually a moving image signal) extracted from the
これにより、水平画素数変換部4からは垂直方向及び水平方向の両方向について画素数が変換された画像信号が取り出され、信号選択部2を経由してメモリ8に対する出力バッファ(以下、「Osram」という)6で一旦蓄積された後、所定のタイミングでダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)等の大容量のメモリ8に供給されて書き込まれる。記録を行う場合は、メモリ8に書き込まれた画素数変換後の画像信号が記録再生装置等9に供給されて記録媒体に記録される。
As a result, an image signal in which the number of pixels has been converted in both the vertical direction and the horizontal direction is extracted from the horizontal pixel
また、上記の場合とは異なり、画像入力部1より取り出された画像信号は、信号選択部2を経由してOsram6で一旦蓄積された後、所定のタイミングで直接メモリ8に書き込まれ、更に記録を行う場合は、メモリ8に書き込まれた画素数変換が行われていない画像信号が記録再生装置等9に供給されて記録媒体に記録されることもある。
Unlike the above case, the image signal extracted from the
記録再生装置等9から再生されてメモリ8に書き込まれた画像信号、若しくはメモリ8に書き込まれている画像信号は、メモリ8から読み出されてメモリ8に対する入力バッファ(以下、「Isram」という)7で一旦蓄積された後、所定のタイミングで読み出されて信号選択部2を経由して垂直画素数変換部3に供給されて垂直方向の画素数が変換された後、信号選択部2を経由して水平画素数変換部4に供給され、ここで水平方向の画素数が変換される。これにより、水平画素数変換部4からは垂直方向及び水平方向の両方向について画素数が変換された画像信号が取り出され、信号選択部2を再び経由して画像出力部5から出力される。
An image signal reproduced from the recording / reproducing
また、上記の場合とは異なり、記録再生装置等9から再生されてメモリ8に書き込まれた画像信号、若しくはメモリ8に書き込まれている画像信号は、メモリ8から読み出されてIsram7及び信号選択部2を経由して、垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4のいずれも通らず、画像出力部5から出力されることもある。画像出力部5から出力された画像信号は、図示しないテレビモニタ等に出力されて表示される。
Further, unlike the above case, the image signal reproduced from the recording / reproducing
画像出力部5はテレビモニタ等に接続するための同期信号や、画像信号をIsram7から読み出すためのタイミング信号を発生する。また、記録再生装置等9は、テープ、ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に画像信号を記録し再生する装置であるが、MPEG(Moving Picture Experts Group)等の画像圧縮回路が含まれる場合もある。Osram6及びIsram7は通常、大容量のメモリ8が入力信号、又は出力信号と非同期のクロックで動作していて、また図1に図示されていない他のブロックも時分割でアクセスするため必要なバッファメモリであり、自分がアクセス可能な所定のタイミングが来るまで、一時的に入力画像信号(画像データ)を蓄積しておく。
The
次に、本発明の画素数変換装置を構成する各部の構成及び動作について更に詳細に説明する。図2は本発明の画素数変換装置の要部をなす図1の垂直画素数変換部3の一実施の形態の回路系統図を示す。図2において、垂直画素数変換部3は、複数(図2では5個)のラインメモリ30と、ラインメモリ30の出力信号を選択するセレクタ31と、補間フィルタ32と、中央処理装置(CPU)33と、書き込み/読み出し制御回路34と、書き込みコントローラ35と、読み出しコントローラ36と、係数RAM37とから構成されている。
Next, the configuration and operation of each part constituting the pixel number conversion apparatus of the present invention will be described in more detail. FIG. 2 shows a circuit system diagram of an embodiment of the vertical pixel
係数RAM37は補間フィルタ32内に設けられた4つの乗算器に1対1に対応して設けられた4つのランダム・アクセス・メモリ(RAM)から構成されており、補間フィルタ32内に設けられた対応する乗算器に乗算係数を切換出力する。また、補間フィルタ32は、一例として4つの乗算器と、それら乗算器の各乗算結果を加算する加算器とから構成されており、セレクタ31から供給される4ライン分の画像データと係数RAM37から供給される乗算係数とを4つの乗算器で別々に乗算し、得られた4つの乗算結果を加算することで、セレクタ31から出力された画像データに対して所定の補間処理を施して出力する。
The
CPU33は、垂直同期信号Vsyncにより0リセットされる書き込み/読み出し制御回路34に対して、変換前の入力画像信号の有効走査線数と変換後の画像信号の有効走査線数との比の値を設定すると共に、係数RAM37を構成する4個のRAMに、予め各ラインに乗ずる係数(書き込みアドレス及び書き込みデータ)を書き込んでいる。
The
上記の構成の垂直画素数変換部3は、(i)入力側に同期して動作するモード、(ii)出力側に同期して動作するモード、(iii)単独で動作するモードの、3つのモードで動作する。以下、これらのモードの動作について順番に説明する。
The vertical pixel
(i)入力側に同期して動作するモード
図3はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この入力側に同期して動作するモードは、図3に示すように、画像入力部1から入力した画像信号の垂直走査線数を変換後に、メモリ8に書き込むような場合(主に入力された画像信号の走査線数を変換して記録したい場合)に用いられる。
(I) Mode that operates in synchronization with the input side FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the pixel number conversion apparatus of the present invention showing a signal path in this mode. In the figure, the same components as those in FIG. As shown in FIG. 3, the mode operating in synchronization with the input side is a case where the number of vertical scanning lines of the image signal input from the
この動作モードについて、図2の回路系統図と図3のブロック図と図4のタイミングチャートとを併せ参照して説明する。図3において、画像入力部1から図4(A)に模式的に示す画像信号が信号選択部2を経由して垂直画素数変換部3に入力される。すると、図2の書き込み/読み出し制御回路34は入力画像信号に含まれる、又は別に入力された図4(B)に模式的に示す垂直同期信号Vsyncにより、内部のVカウンタを0にリセットする。続いて、書き込み/読み出し制御回路34は入力画像信号に含まれる、又は別に入力された図4(C)に模式的に示す水平同期信号Hsyncが入力される毎に上記のVカウンタを図4(D)に模式的に示すようにカウントアップする。
This operation mode will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 2, the block diagram of FIG. 3, and the timing chart of FIG. In FIG. 3, the image signal schematically shown in FIG. 4A is input from the
続いて、書き込み/読み出し制御回路34はVカウンタの値が所定の値nになると、図示しないHカウンタの値が所定の値となるのを待って、図4(E)に示すように、データイネーブル信号Idata enableを発生して図2の垂直画素数変換部3内の書き込みコントローラ35に供給する。垂直画素数変換部3は、予め垂直同期信号Vsyncによりリセット動作されていて、上記のデータイネーブル信号Idata enableに従い、書き込みコントローラ35が5つあるラインメモリ30のうちの第1のラインメモリlmem0の書き込みイネーブルweをアクティブにして、lmem0に入力画像信号を所定の画素数書き込ませた後、lmem0の書き込みイネーブルweをディスイネーブルにする。
Subsequently, when the value of the V counter reaches a predetermined value n, the writing / reading control circuit 34 waits for the value of the H counter (not shown) to become a predetermined value, and as shown in FIG. An enable signal Idata enable is generated and supplied to the write controller 35 in the vertical
次に、書き込みコントローラ35は画像入力部1からデータイネーブル信号Idata enableが入力されるのを待って、5つあるラインメモリ30のうちの第2のラインメモリlmem1の書き込みイネーブルweをアクティブにして、lmem1に入力画像信号を所定の画素数書き込ませた後、lmem1の書き込みイネーブルweをディスイネーブルにする。以下、書き込みコントローラ35は画像入力部1からデータイネーブル信号Idata enableが入力される毎に上記の動作を繰り返し、lmem2、lmem3、lmem4、lmem0、lmem1、lmem2、・・・というように巡回的に所定の画素数ずつ書き込む。図4(F)は上記の各ラインメモリへの書き込みイネーブルweを模式的に示す。
Next, the write controller 35 waits for the data enable signal Idata enable to be input from the
このようにして、ラインメモリ30(ラインメモリlmem0〜3)に対して、それぞれ1ライン分ずつの書き込みが終了し、かつ、画像入力部1から垂直画素数変換部3の読み出しコントローラ36に入力されるデータイネーブル信号Odata enableがアクティブになるのを待って、図2に示した読み出しコントローラ36はラインメモリ30のラインメモリlmem0〜3に書き込まれている各ラインの画像データをラインメモリlmem0〜3から読み出させ、セレクタ31を通して補間フィルタ32に供給する。垂直画素数の変換は、セレクタ31が選択出力するライン番号を調整すると共にラインメモリ30に対する書き込み速度と読み出し速度との比を設定することによって行われる。
In this way, writing for one line to the line memory 30 (line memories lmem0 to 3) is completed, and the data is input from the
補間フィルタ32はセレクタ31から供給されるラインメモリlmem0〜3からの4ライン分の画像データと、CPU33で設定された係数RAM37から供給される乗算係数とを4つの乗算器で別々に乗算し、得られた4つの乗算結果を加算することで、セレクタ31から出力された画像データに対して所定の補間処理を行って新たに生成したラインの画像信号として出力する。このようにして垂直画素数の変換を伴って生成された画像信号は、図3に示すように、垂直画素数変換部3から出力され、Osram6を経由して順次メモリ8に書き込まれる。
The interpolation filter 32 separately multiplies the image data for four lines from the line memories lmem0 to 3 supplied from the selector 31 and the multiplication coefficient supplied from the
(ii)出力側に同期して動作するモード
図5はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この出力側に同期して動作するモードは、図5に示すように、メモリ8から読み出した画像信号がIsram7及び信号選択部2を経由して垂直画素数変換部3に供給され、垂直画素数変換部3が入力された画像信号の垂直画素数を変換してモニタディスプレイなどに出力する場合などに使用するモードである。
(ii) Mode Operated in Synchronism with Output Side FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the pixel number conversion apparatus of the present invention showing a signal path in this mode. In the figure, the same components as those in FIG. As shown in FIG. 5, in the mode that operates in synchronization with the output side, the image signal read from the
この動作モードについて、図2の回路系統図と図5のブロック図と図6のタイミングチャートとを併せ参照して説明する。図5において、まず、垂直画素数変換部3は画像出力部5より垂直同期信号Vsyncが図6(B)に模式的に示すように入力されると、メモリ8から画像データの読み出しが可能となるのを持つ(図2の書き込みコントローラ35に図示しないIsram7のコントローラから供給されるIsram使用可信号が、図6(F)にハイレベルで模式的に示すようにイネーブルとなるのを待つ。)。
This operation mode will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 2, the block diagram of FIG. 5, and the timing chart of FIG. In FIG. 5, first, the vertical pixel
続いて、Isram使用可信号がイネーブルとなると、垂直画素数変換部3の図2に示す書き込みコントローラ35がIsramコントロール信号を出力して、図5のメモリ8から読み出されてIsram7に蓄積されている画像データをIsram7から読み出す。また、これと同時に、書き込みコントローラ35は、図2のラインメモリ30のうちの第1のラインメモリlmem0の書き込みイネーブルlmem weをアクティブにして、lmem0にIsram7からの画像データを所定の画素数書き込ませる。その後、lmem0の書き込みイネーブルlmem weをディスイネーブルにする。
Subsequently, when the Isram enable signal is enabled, the write controller 35 shown in FIG. 2 of the vertical pixel
次に、書き込みコントローラ35は画像出力部5からのIsram使用可信号がイネーブルなるのを待って、5つあるラインメモリ30のうちの第2のラインメモリlmem1の書き込みイネーブルlmem weをアクティブにして、lmem1に入力画像信号を所定の画素数書き込ませた後、lmem1の書き込みイネーブルlmem weをディスイネーブルにする。以下、書き込みコントローラ35は画像出力部5からイネーブルのIsram使用可信号が入力される毎に上記の動作を繰り返し、lmem2、lmem3、lmem4、lmem0、lmem1、lmem2、・・・というように巡回的に所定の画素数ずつ書き込む。図6(G)は上記の各ラインメモリへの書き込みイネーブルlmem weを模式的に示す。
Next, the write controller 35 waits for the Isram enable signal from the
このようにして、5つあるラインメモリ30のラインメモリlmem0〜3に対して、それぞれ1ライン分ずつの書き込みが終了し、かつ、画像出力部5から垂直画素数変換部3の読み出しコントローラ36に入力されるデータイネーブル信号Odata enableがアクティブになるのを待つ。ここで、図2の書き込み/読み出し制御回路34は別に入力された図6(B)に模式的に示す垂直同期信号Vsyncにより、内部のVカウンタを0にリセットした後、入力された図6(C)に模式的に示す水平同期信号Hsyncが入力される毎に上記のVカウンタを図6(D)に模式的に示すようにカウントアップしており、Vカウンタの値が所定の値nになると、図示しないHカウンタの値が所定の値となるのを待って、図6(E)に示すように、データイネーブル信号Odata enableを発生して図2の垂直画素数変換部3内の読み出しコントローラ36に供給する。
In this way, writing for one line is completed for each of the line memories lmem0 to 3 of the five
データイネーブル信号Odata enableがアクティブになると、図2に示した読み出しコントローラ36はラインメモリ30のラインメモリlmem0〜3に書き込まれている各ラインの画像データをラインメモリlmem0〜3から読み出させ、セレクタ31を通して補間フィルタ32に供給する。垂直画素数の変換は、セレクタ31が選択出力するライン番号を調整すると共にラインメモリ30に対する書き込み速度と読み出し速度との比を設定することによって行われる。
When the data enable signal Odata enable becomes active, the
補間フィルタ32はセレクタ31から供給されるラインメモリlmem0〜3からの4ライン分の画像データと、CPU33で設定された係数RAM37から供給される乗算係数とを4つの乗算器で別々に乗算し、得られた4つの乗算結果を加算することで、セレクタ31から出力された画像データに対して所定の補間処理を行って新たに生成したラインの画像信号として出力する。
The interpolation filter 32 separately multiplies the image data for four lines from the line memories lmem0 to 3 supplied from the selector 31 and the multiplication coefficient supplied from the
また、もはや使用されないラインの画像信号が格納されたラインメモリlmemは、次のラインの画像信号を書き込むべく上記の書き込み動作を行う。このようにして垂直画素数の変換を伴って生成されたラインの画像信号は、図5に示すように、垂直画素数変換部3から出力され、図6(A)に模式的に示すように順次画像出力部5を経由して外部へ出力される。
Further, the line memory lmem storing the image signal of the line that is no longer used performs the above-described write operation to write the image signal of the next line. The line image signal generated with the conversion of the number of vertical pixels in this way is output from the vertical pixel
(iii)単独で動作するモード
図7はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この単独で動作するモードは、図7に示すように、垂直画素数変換部3が、大容量のメモリ8からIsram7及び信号選択部2を経由して読み出した画像信号の垂直画素数(走査線数)を変換後、信号選択部2及びOsram6を経由して再びメモリ8に書き込むような場合に使用される。
(Iii) Mode of operation alone FIG. 7 is a block diagram of an embodiment of the pixel number conversion apparatus of the present invention showing a signal path in this mode. In the figure, the same components as those in FIG. In this independent operation mode, as shown in FIG. 7, the vertical pixel
この動作モードについて、図2の回路系統図と図7のブロック図と図8のタイミングチャートとを併せ参照して説明する。垂直画素数変換部3は、図7の画像入力部1又は画像出力部5より図8(A)に示す垂直同期信号Vsync又はCPUのスケーリング開始命令が入力されると、メモリ8から画像データの読み出しが可能かを示すIsram使用可信号が図8(B)にハイレベルで示すようにイネーブル(読み出し可能)となるのを待つ。
This operation mode will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 2, the block diagram of FIG. 7, and the timing chart of FIG. When the vertical synchronization signal Vsync shown in FIG. 8A or the CPU scaling start command is input from the
Isram使用可信号がイネーブルとなると、図2の垂直画素数変換部3内の書き込みコントローラ35がIsramコントロール信号を出力して、図7のメモリ8から読み出されてIsram7に蓄積されている画像データをIsram7から読み出す。また、これと同時に、書き込みコントローラ35は、図2のラインメモリ30のうちの第1のラインメモリlmem0の書き込みイネーブルweをアクティブにして、lmem0にIsram7からの画像データを所定の画素数書き込ませる。その後、lmem0の書き込みイネーブルweをディスイネーブルにする。
When the Isram enable signal is enabled, the write controller 35 in the vertical pixel
lmem0にIsram7からの画像データを所定の画素数書き込み終えたら、順次lmem1、lmem2、lmem3の書き込みイネーブルweをアクティブにして、lmem1、lmem2、lmem3にIsram7からの画像データを所定の画素数ずつ順次に書き込ませる。その後、ラインメモリlmem0〜3のそれぞれに画像データが書き込み済みで、かつ、Osram使用可信号が図8(C)にハイレベルで模式的に示すように、イネーブルとなると、図2の読み出しコントローラ36がラインメモリlmem0〜3のそれぞれから画像データを読み出してセレクタ31を通して補間フィルタ32に供給する。垂直画素数の変換は、セレクタ31が選択出力するライン番号を調整すると共にラインメモリ30に対する書き込み速度と読み出し速度との比を設定することによって行われる。
When the image data from Islam7 is written to lmem0 by a predetermined number of pixels, the write enable we of lmem1, lmem2, and lmem3 is sequentially activated, and the image data from Islam7 is sequentially input to lmem1, lmem2, and lmem3 by a predetermined number of pixels. Let it be written. Thereafter, when the image data has been written in each of the line memories lmem0 to 3 and the Osram enable signal is enabled as schematically shown at a high level in FIG. 8C, the
前述した各モードと同様に、補間フィルタ32は入力された画像データにCPU33が設定した係数を乗算して得た4つの乗算結果を加算して新たなラインの画像データを生成してOsram6へ出力する。Osram6は図8(E)に示す書き込みイネーブルweがハイレベルで模式的に示すようにアクティブになると入力画像データを書き込む。また、もはや使用されないラインの画像データが格納されたラインメモリlmemoは次のラインの画像データを書き込むべく再び上記の書き込み動作を行う。
Similar to the above-described modes, the interpolation filter 32 adds the four multiplication results obtained by multiplying the input image data by the coefficient set by the
このようにして垂直画素数の変換を伴って生成されたラインの画像信号は、図7に示すように、垂直画素数変換部3から出力され、メモリ8に書き込まれる。
The line image signal generated with the conversion of the number of vertical pixels in this way is output from the vertical pixel
次に、水平画素数変換部4の構成及び動作について説明する。図9は本発明の画素数変換装置の他の要部をなす図1の水平画素数変換部4の一実施の形態の回路系統図を示す。図9において、水平画素数変換部4は、複数(図2では8個)のD型フリップフロップ(DFF0〜DFF7)40と、DFF40の出力信号を選択するセレクタ41と、補間フィルタ42と、中央処理装置(CPU)43と、書き込み/読み出し制御回路44と、書き込みコントローラ45と、読み出しコントローラ46と、係数RAM47とから構成されている。
Next, the configuration and operation of the horizontal pixel
DFF40は8個のDFF0〜DFF7(すなわち、8画素分のDFF)が並列に設けられた構成であり、このうち5個のDFFの出力画像データが、後述するようにセレクタ41により選択される。水平画素数変換を行う場合、通常数画素分の元データから新画素データを生成するため、大容量のメモリ8に書き込む前に、この水平画素数変換を行うには、演算に使用するDFF40が必要になる。ここでは、上記のように、8画素分のDFFを用いて、このうち5画素分を使用して演算する。
The
また、係数RAM47は補間フィルタ42内に設けられた5つの乗算器に1対1に対応して設けられた5つのランダム・アクセス・メモリ(RAM)から構成されており、読み出しコントローラ46から出力される読み出しアドレスに基づき、補間フィルタ42内に設けられた対応する乗算器に乗算係数を切換出力する。また、補間フィルタ42は、セレクタ41から供給される5画素分の画像データと係数RAM47から供給される乗算係数とを別々に乗算し、得られた5つの乗算結果を加算する加算器とで構成されている。 The coefficient RAM 47 is composed of five random access memories (RAM) provided in a one-to-one correspondence with the five multipliers provided in the interpolation filter 42, and is output from the read controller 46. Based on the read address, the multiplication coefficient is switched and output to a corresponding multiplier provided in the interpolation filter 42. The interpolation filter 42 includes an adder that separately multiplies the image data for five pixels supplied from the selector 41 and the multiplication coefficient supplied from the coefficient RAM 47 and adds the obtained five multiplication results. Has been.
上記の構成の水平画素数変換部4は、(iv)入力側に同期して動作するモード、(v)出力側に同期して動作するモード、(vi)単独で動作するモードの、3つのモードで動作する。以下、これらのモードの動作について順番に説明する。
The horizontal pixel
(iv)入力側に同期して動作するモード
図10はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この入力側に同期して動作するモードは、図10に示すように、画像入力部1から入力した画像信号の水平画素数を水平画素数変換部4で変換後に、信号選択部2及びOsram6を経由してメモリ8に書き込むような場合(主に入力された画像信号の水平画素数を変換して記録したい場合)に用いられる。
(iv) Mode that operates in synchronization with the input side FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of the pixel number conversion apparatus of the present invention showing a signal path in this mode. In the figure, the same components as those in FIG. As shown in FIG. 10, the mode operating in synchronization with the input side is obtained by converting the horizontal pixel number of the image signal input from the
この動作モードについて、図9の回路系統図と図10のブロック図と図11のタイミングチャートとを併せ参照して説明する。図10において、画像入力部1から図11(A)に模式的に示す画像信号が信号選択部2を経由して水平画素数変換部4に入力される。水平画素数変換部4は入力画像信号に含まれる、又は別に入力された図11(B)に模式的に示す垂直同期信号Vsyncにより、書き込み/読み出し制御回路44の内部の図示していないVカウンタを0にリセットする。続いて、書き込み/読み出し制御回路44は入力画像信号に含まれる、又は別に入力された図11(C)に模式的に示す水平同期信号Hsyncが入力される毎に上記のVカウンタを図11(D)に模式的に示すようにカウントアップする。
This operation mode will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 9, the block diagram of FIG. 10, and the timing chart of FIG. In FIG. 10, the image signal schematically shown in FIG. 11A is input from the
続いて、書き込み/読み出し制御回路44はVカウンタの値が所定の値nになると、図示していないHカウンタの値が所定の値になるのを待って、データイネーブル(Idata enable)信号を図11(E)に示すように発生する。水平画素数変換部4は予め垂直同期信号Vsyncでリセット動作されていて、図示しないIsram7のコントローラから入力されたデータイネーブル(Idata enable)信号に従い、書き込みコントローラ45がDFF0〜DFF7の書き込みイネーブル信号denを図11(F)に模式的に示すように発生して、DFF0〜DFF7を1つずつ順番に、画像入力部1から入力された図11(A)に示す画像信号の各画素データを書き込ませる。
Subsequently, when the value of the V counter reaches a predetermined value n, the write / read control circuit 44 waits for the value of the H counter (not shown) to reach a predetermined value, and displays a data enable (Idata enable) signal. 11 (E). The horizontal pixel
水平画素数変換部4は、図2のDFF0〜DFF4への画素データの書込みが終了し、かつ、水平画素数変換部4の読み出しコントローラ46に入力される、図示しないOsram6のコントローラからのデータイネーブル信号Odata enableがアクティブになるのを待って、図2に示した読み出しコントローラ36は8つのDFF0〜DFF7のうち、5つのDFFから読み出された画素データを、セレクタ41を通して補間フィルタ42に供給する。セレクタ41が読み出す画素番号を調整すると共に、DFF40への画素の書き込み速度と読み出し速度との比を調整することで水平画素数の変換が行われる。
The horizontal pixel
補間フィルタ42はセレクタ41から供給される5画素分の画素データと、CPU43で設定された係数RAM47から供給される乗算係数とを5つの乗算器で別々に乗算し、得られた5つの乗算結果を加算することで、セレクタ41から出力された画素データに対して所定の補間処理を行って新たに生成した画素の画像信号として出力する。このようにして水平画素数の変換を伴って生成された画像信号は、図10に示すように、水平画素数変換部4から出力され、Osram6を経由して順次メモリ8に書き込まれる。
The interpolation filter 42 separately multiplies the pixel data for five pixels supplied from the selector 41 and the multiplication coefficient supplied from the coefficient RAM 47 set by the CPU 43 with five multipliers, and obtains the five multiplication results obtained. Is added to the pixel data output from the selector 41 to perform a predetermined interpolation process and output as an image signal of a newly generated pixel. The image signal generated with the conversion of the number of horizontal pixels in this way is output from the horizontal pixel
(v)出力側に同期して動作するモード
図12はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この出力側に同期して動作するモードは、図12に示すように、メモリ8から読み出した画像信号がIsram7及び信号選択部2を経由して水平画素数変換部4に供給され、水平画素数変換部4が入力された画像信号の水平画素数を変換して、画像出力部5からモニタディスプレイなどに出力する場合などに使用するモードである。
(v) Mode Operated in Synchronism with Output Side FIG. 12 is a block diagram of an embodiment of the pixel number conversion apparatus of the present invention showing a signal path in this mode. In the figure, the same components as those in FIG. In the mode operating in synchronization with the output side, as shown in FIG. 12, the image signal read from the
この動作モードについて、図9の回路系統図と図12のブロック図と図13のタイミングチャートとを併せ参照して説明する。図12において、まず、水平画素数変換部4は画像出力部5より垂直同期信号Vsyncが図13(A)に模式的に示すように入力されると、メモリ8から画像データの読み出しが可能となるのを持つ(図9の書き込みコントローラ45に図示しないIsram7のコントローラから供給されるIsram使用可信号が、図13(F)にハイレベルで模式的に示すようにイネーブルとなるのを待つ。)。
This operation mode will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 9, the block diagram of FIG. 12, and the timing chart of FIG. In FIG. 12, first, the horizontal pixel
続いて、Isram使用可信号がイネーブルとなると、水平画素数変換部4の図9に示す書き込みコントローラ45がIsramコントロール信号を出力して、図12のメモリ8から読み出されてIsram7に蓄積されている画像データをIsram7から読み出す。また、これと同時に、書き込みコントローラ45は、図9のDFF40を構成する8つのDFF0〜DFF7の各書き込みイネーブル信号denを図13(G)に示すように順次アクティブにして、Isram7からの画素データをDFF0〜DFF7に書き込ませる。
Subsequently, when the Isram enable signal is enabled, the
次に、DFF0〜DFF4への画素データの書き込み終了後、図9の読み出しコントローラ46は画像出力部5からのデータイネーブル信号Odata enableがアクティブになるのを待って、DFF0〜DFF4に書き込まれている5つの画素の各画素データを読み出させ、セレクタ41を通して補間フィルタ42に供給する。補間フィルタ42は上記の(iv)の動作モードと同様にして、入力された5つの画素データに対してCPU43で設定された係数をそれぞれ乗算した後、それらの乗算結果を加算することで、新たな画素データを生成して出力する。また、もはや使用されない画素データが格納されたDFFへは次の画素データを書き込むべく前記書き込み動作を行わせる。補間フィルタ42から出力された画像データは図12の信号選択部2及び画像出力部5を経由して外部へ出力される。
Next, after the writing of the pixel data to DFF0 to DFF4 is completed, the read controller 46 of FIG. 9 waits for the data enable signal Odata enable from the
(vi)単独で動作するモード
図14はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この単独で動作するモードは、図14に示すように、水平画素数変換部4が、大容量のメモリ8からIsram7及び信号選択部2を経由して読み出した画像信号の水平画素数を変換後、信号選択部2及びOsram6を経由して再びメモリ8に書き込むような場合に使用される。
(Vi) Mode of operation alone FIG. 14 is a block diagram of an embodiment of the pixel number conversion apparatus of the present invention showing a signal path in this mode. In the figure, the same components as those in FIG. In this independent operation mode, as shown in FIG. 14, the horizontal pixel
この単独で動作するモードについて、図9の回路系統図と図14のブロック図と図15のタイミングチャートとを併せ参照して説明する。水平画素数変換部4は、図14の画像入力部1又は画像出力部5より図15(A)に示す垂直同期信号Vsync又はCPUのスケーリング開始命令が入力されると、メモリ8から画像データの読み出しが可能かを示す図示しないIsramのコントローラが発生するIsram使用可信号が図15(B)にハイレベルで模式的に示すようにイネーブルとなるのを待つ。
This independent operation mode will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 9, the block diagram of FIG. 14, and the timing chart of FIG. When the horizontal synchronization signal Vsync shown in FIG. 15A or the CPU scaling start command is input from the
Isram使用可信号がイネーブルとなると、図9の水平画素数変換部4内の書き込みコントローラ45がIsramコントロール信号を出力して、図14のメモリ8から読み出されてIsram7に蓄積されている画像データをIsram7から読み出す。また、これと同時に、書き込みコントローラ45は、図9のDFF40を構成する8つのDFF0〜DFF7の各書き込みイネーブル信号denを図15(C)に模式的に示すように順次アクティブにして、Isram7からの画素データをDFF0〜DFF7に書き込ませる。
When the Isram enable signal is enabled, the
次に、DFF0〜DFF4への画素データの書き込み終了後、図9の読み出しコントローラ46は、図示しないOsramのコントローラが発生するOsram使用可信号が図15(D)にハイレベルで模式的に示すようにイネーブルであるならば、DFF0〜DFF4に書き込まれている5つの画素の各画素データを、図15(E)に示す読み出しイネーブルOsram weをアクティブにして読み出させ、セレクタ41を通して補間フィルタ42に供給する。このセレクタ41が選択する画素番号を調整すると共に、DFF40の画素書き込み速度と読み出し速度との比を調整することで水平画素数の変換が行われる。
Next, after completing the writing of the pixel data to DFF0 to DFF4, the readout controller 46 in FIG. 9 schematically shows the Osram available signal generated by the Osram controller (not shown) at a high level in FIG. If it is enabled, the pixel data of the five pixels written in DFF0 to DFF4 are read by activating the read enable Osram we shown in FIG. Supply. The number of horizontal pixels is converted by adjusting the pixel number selected by the selector 41 and adjusting the ratio between the pixel writing speed and the reading speed of the
補間フィルタ42は上記の(iv)の動作モードと同様にして、入力された5つの画素データに対してCPU43で設定された係数をそれぞれ乗算した後、それらの乗算結果を加算することで、新たな画素データを生成して出力する。また、もはや使用されない画素データが格納されたDFFへは次の画素データを書き込むべく前記書き込み動作を行わせる。水平画素数変換部4内の補間フィルタ42から出力された水平画素数変換後の画像データは、図14の信号選択部2を経由してOsram6に一旦蓄積された後、所定のタイミングで出力されてメモリ8に書き込まれる。
In the same manner as in the operation mode (iv), the interpolation filter 42 multiplies the input five pixel data by coefficients set by the CPU 43, and then adds the multiplication results to obtain a new value. Pixel data is generated and output. In addition, the write operation is performed to write the next pixel data in the DFF in which the pixel data that is no longer used is stored. The image data after the horizontal pixel number conversion output from the interpolation filter 42 in the horizontal pixel
次に、各々上記の3つの動作モードのいずれかで動作する垂直画素数変換部3と水平画素数変換部4とを縦続接続し、各々を出力側に同期して動作するモードで動作させる場合について説明する。図16はこのモード時の信号経路を示す本発明の画素数変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この出力側に同期して動作するモードは、例えば、記録再生装置等9にて標準解像度(SD)で記録された画像信号を、垂直画素数変換部3と水平画素数変換部4とによりそれぞれ高精細度(HD)の画像信号に画素数変換して外部へ出力する場合に使用される。
Next, when the vertical pixel
この出力側に同期して動作するモード(出力同期モード)では、図16の画像出力部5が生成する同期信号に合わせて、画素数変換された画像データを出力する必要がある。そのため、画像出力部5が最初に読み出し信号を発生する時点で、垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4に、それぞれ必要な画像データが準備されていなければならない。
In a mode that operates in synchronization with the output side (output synchronization mode), it is necessary to output image data that has undergone pixel number conversion in accordance with the synchronization signal generated by the
また、図16に示すように、垂直画素数変換部3、水平画素数変換部4の順に縦続接続される場合、垂直画素数変換部3を先に動作させておき、水平画素数変換部4からの要求に従い、直ちに垂直画素数変換部3から画像データを出力できるように予め準備しておく必要がある。また、水平画素数変換部4も画像出力部5からの出力要求が入力される以前に画像データを出力できるように予め準備しておく必要がある。つまり、動作開始→垂直画素数変換部3が出力同期モードで動作開始→垂直画素数変換部3出力準備完了→水平画素数変換部4が出力同期モードで動作開始→水平画素数変換部4出力準備完了→画像出力部5出力開始、という順序になるようにタイミングをコントロールする必要がある。
In addition, as shown in FIG. 16, when the vertical pixel
そこで、通常は各ブロックのスタートタイミングに差をつける方法で以下のように動作させる。この場合の動作について図17のタイミングチャートを参照して説明するに、まず、図16の垂直画素数変換部3は、画像出力部5より垂直同期信号Vsyncが図17(B)に模式的に示すように入力されると、それをトリガとして出力同期モードで動作を開始し、図示しないIsramのコントローラが発生するIsram使用可信号が、図17(F)にハイレベルで模式的に示すようにイネーブルとなると、垂直画素数変換部3の図2に示す書き込みコントローラ35がIsramコントロール信号を出力して、図16のメモリ8から読み出されてIsram7に蓄積されている画像データをIsram7から読み出し、図2のラインメモリ30を構成する5つのラインメモリを順次書き込み状態とする書き込みイネーブルlmem weを図17(G)にハイレベルで模式的に示すようにアクティブにして、所定の画素数ずつ書き込む。
Therefore, normally, the operation is performed as follows by a method of making a difference in the start timing of each block. The operation in this case will be described with reference to the timing chart of FIG. 17. First, in the vertical pixel
その後、垂直画素数変換部3内のラインメモリ30のそれぞれに画像データが書き込み済みとなると、垂直画素数変換部3は水平画素数変換部4からイネーブル信号Odata enableが入力されるのを待つ。なお、図16の垂直画素数変換部3は、画素出力部5から入力された図17(C)に模式的に示す水平同期信号Hsyncが入力される毎に上記のVカウンタを図17(D)に模式的に示すようにカウントアップしている。
Thereafter, when the image data has been written in each of the
一方、図17(H)に示す上記の垂直同期信号Vsyncを遅延した信号が画素出力部5から水平画素数変換部4に動作開始命令信号として供給されると、水平画素数変換部4が出力同期モードで動作を開始し、図17(I)にハイレベルで模式的に示すようにIsram使用可信号をイネーブルとし、また、垂直画素数変換部3に図17(E)に示すようにイネーブル信号Odata enableを供給すると共に、図9の水平画素数変換部4内のDFF40を構成する8つのDFF0〜DFF7の各書き込みイネーブル信号denを図17(J)に示すように順次アクティブにして、垂直画素数変換部3から読み出した画素データをDFF0〜DFF7に書き込ませる。DFF0〜DFF4への書き込みが終了すると、水平画素数変換部4は画像出力部5から入力するイネーブル信号Odata enableがアクティブになるのを待つ。
On the other hand, when a signal obtained by delaying the vertical synchronization signal Vsync shown in FIG. 17H is supplied from the
その後、図16の水平画素数変換部4は画像出力部5から入力するイネーブル信号Odata enableがアクティブになると、内部のDFF40から画素データを読み出し、図12及び図13と共に説明したように、新たな画像信号を生成して画像出力部5へ出力する。図17(A)はこのときの画像出力部5へ出力される新たな画像信号を示す。また、もはや使用されない画素データが格納された水平画素数変換部4内のDFFには、垂直画素数変換部3から画素データを読み出して書き込む。
Thereafter, when the enable signal Odata enable input from the
この方法は、後段の水平画素数変換部4が動作開始するには、前段の垂直画素数変換部3が信号出力可能な状態になっていることが必要であるが、水平画素数変換部4は垂直画素数変換部3が信号出力可能な状態になっていることを知るすべがないので、垂直画素数変換部3を動作開始させる垂直同期信号Vsyncを所定時間遅延させた信号を生成して水平画素数変換部4に供給して動作開始させる必要がある。この所定の遅延時間は、メモリ8からIsram7及び信号選択部2を経由して垂直画素数変換部3に到る信号の伝送時間及び垂直画素数変換部3での画像データ蓄積時間等を考慮して設定する必要がある。
In this method, in order for the horizontal pixel
そこで、本実施の形態では、上記の問題を解決するため、縦続接続された2つの画素数変換部のうち、前段の画素数変換部(図16では垂直画素数変換部3)が信号出力可能な状態になっていることを示す信号を、Isram7が読み出し可能か否かを示すIsram使用可信号として後段の画素数変換部(図16では水平画素数変換部4)に供給することで、縦続接続された2つの画素数変換部3及び4を同一の動作開始タイミングとするものである。この本実施の形態の動作について、図16のブロック図、図18のタイミングチャートを併せ参照して説明する。
Therefore, in the present embodiment, in order to solve the above-described problem, among the two pixel number conversion units connected in cascade, the preceding pixel number conversion unit (vertical pixel
図16の垂直画素数変換部3は変換画像の出力が可能であることを示す出力可能信号(自身に内蔵している画像信号記憶用ラインメモリに画像データが格納されている状態を示す信号で、図2の読み出しコントローラ36で発生する信号)を出力する構成とされている。また、図16の水平画素数変換部4も同様の出力可能信号(自身に内蔵している画像信号記憶用DFFに画像データが格納されている状態を示す信号で、図9の読み出しコントローラ46で発生する信号)を出力する構成とされている。図16では、垂直画素数変換部3、水平画素数変換部4の順に接続されているので、後段の水平画素数変換部4に供給されるIsram使用可信号として、前段の垂直画素数変換部3で発生した出力可能信号を供給する。
The vertical pixel
まず、図16の垂直画素数変換部3は、画像出力部5より垂直同期信号Vsyncが図18(B)に模式的に示すように入力されると、それをトリガとして出力同期モードで動作を開始し、図示しないIsramのコントローラが発生するIsram使用可信号が、図18(F)にハイレベルで模式的に示すようにイネーブルとなると、垂直画素数変換部3の図2に示す書き込みコントローラ35がIsramコントロール信号を出力して、図16のメモリ8から読み出されてIsram7に蓄積されている画像データをIsram7から読み出し、図2のラインメモリ30を構成する5つのラインメモリを順次書き込み状態とする書き込みイネーブルlmem weを図18(G)にハイレベルで模式的に示すようにアクティブにして、lmemo0、lmemo1、lmem2、lmem3、lmem4、lmem0、lmem1、lmem2、・・・というように巡回的に所定の画素数ずつ書き込む。
First, when the vertical synchronizing signal Vsync is input from the
その後、垂直画素数変換部3内のラインメモリ30のそれぞれに画像データが書き込み済みとなると、垂直画素数変換部3は直ちに変換画像の出力が可能であることを示す、図18(H)に示す出力可能信号を図2の読み出しコントローラ36で発生して信号選択部2に供給する。信号選択部2はIsramのコントローラが発生するIsram使用可信号の替わりに、上記の出力可能信号を選択して水平画素数変換部4にIsram使用可信号として供給する。なお、図16の垂直画素数変換部3は、画素出力部5から入力された図18(C)に模式的に示す水平同期信号Hsyncが入力される毎に上記のVカウンタを図18(D)に模式的に示すようにカウントアップしている。
After that, when the image data has been written in each of the
図16の水平画素数変換部4は上記のIsram使用可信号(出力可能信号)が供給されると、図9の水平画素数変換部4内のDFF40を構成する8つのDFF0〜DFF7の各書き込みイネーブル信号denを図18(J)に示すように順次アクティブにして、垂直画素数変換部3から読み出した画素データをDFF0〜DFF7に書き込ませる。DFF0〜DFF4への書き込みが終了すると、水平画素数変換部4は画像出力部5から入力するイネーブル信号Odata enableがアクティブになるのを待つ。
When the above-mentioned Isram usable signal (output enable signal) is supplied to the horizontal pixel
その後、図16の水平画素数変換部4は画像出力部5から入力するイネーブル信号Odata enableがアクティブになると、内部のDFF40から画素データを読み出し、図12及び図13と共に説明したように、新たな画像信号を生成して画像出力部5へ出力する。図18(A)はこのときの画像出力部5へ出力される新たな画像信号を示す。また、もはや使用されない画素データが格納された水平画素数変換部4内のDFFには、垂直画素数変換部3から画素データを読み出して書き込む。
Thereafter, when the enable signal Odata enable input from the
このように、本実施の形態では、後段の水平画素数変換部4は直接Isram7から画像データを読み出す場合と全く同様にして、前段の垂直画素数変換部3からの画像データを読み出して書き込むことができるので、水平画素数変換部4の動作開始タイミングを垂直画素数変換部3の動作開始タイミングと同一にすることができる(水平画素数変換部4は狭義にはIsram使用可信号の入力によって動作を開始するが、そのIsram使用可信号は垂直画素数変換部3の画像データ書き込み動作の終了によって得られる出力可能信号であるので、水平画素数変換部4の動作開始タイミングは垂直画素数変換部3の動作開始タイミングと同一であるといえる。)。これにより、図17と共に説明した通常の方法のような遅延された動作開始タイミング信号の生成は不要であり、誤動作の発生を防止できる。
Thus, in the present embodiment, the subsequent horizontal pixel
なお、以上の説明は、2段縦続接続された垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4を共に出力側に同期して動作するモード(出力同期モード)で動作させる場合についてであり、この場合に本発明の所期の効果が得られるものであるが、これ以外にも(1)垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4を共に入力側に同期して動作するモード(入力同期モード)での動作、(2)垂直画素数変換部3を単独で動作するモードとし、かつ、水平画素数変換部4を入力同期モードとする動作、(3)垂直画素数変換部3を出力同期モードとし、かつ、水平画素数変換部4を単独で動作するモードとする動作も可能である。
In addition, the above description is a case where the vertical pixel
上記の(1)の動作では、画像入力部1から入力された画像信号が、垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4でそれぞれ垂直画素数及び水平画素数を変換された後、Osram6に書き込まれる。また、上記の(2)及び(3)の動作では、いずれもIsram7に蓄積されている画像データが、垂直画素数変換部3により読み出されて垂直画素数変換された後、水平画素数変換部4に供給されて水平画素数が変換されてOsram6に書き込まれる。上記の(2)又は(3)の動作では、垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4のうち、単独で動作するモードの一方の画素数変換部がマスターとなり、この画素数変換部が発生する「直ちに変換画像の出力が可能である」ことを示す出力可能信号又は「直ちに画像の入力が可能である」ことを示す入力可能信号に基づいて、もう一方の画素数変換部が動作するようにされるため、垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4の動作開始タイミングを同一にできる。
In the above operation (1), the image signal input from the
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、2段縦続接続される垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4の接続順は、上記の実施の形態とは逆であってもよい。また、垂直画素数変換部3及び水平画素数変換部4の動作をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムも包含するものである。この場合、プログラムは、記録媒体に記録されていてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介してコンピュータに配信して取り込まれてもよいし、予めコンピュータの専用ハードウェアに取り込まれていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the connection order of the vertical pixel
1 画像入力部
2 信号選択部
3 垂直画素数変換部(Vスケーラ)
4 水平画素数変換部(Hスケーラ)
5 画像出力部
6 メモリに対する出力バッファ(Osram)
7 メモリに対する入力バッファ(Isram)
8 メモリ
9 記録再生装置等
30、lmem0〜lmem4 ラインメモリ
31、41 セレクタ
32、42 補間フィルタ
33、43 中央処理装置(CPU)
34、44 書き込み/読み出し制御回路
35、45 書き込みコントローラ
36、46 読み出しコントローラ
37、47 係数RAM
40、DFF0〜DFF7 D型フリップフロップ(DFF)
DESCRIPTION OF
4 Horizontal pixel number converter (H scaler)
5
7 Input buffer for memory (Isram)
8
34, 44 Write /
40, DFF0 to DFF7 D-type flip-flop (DFF)
Claims (1)
前記2つの画素数変換部は、それぞれ、外部から入力された同期信号に同期して入力された前記第1の画像信号に対して画素数変換を行ってから前記記憶手段に記憶する入力側に同期した動作モードである第1の動作モードと、前記画像出力部からの同期信号に同期して前記記憶手段から読み出した前記第2の画像信号に対して画素数変換を行ってから前記画像出力部へ出力する出力側に同期した動作モードである第2の動作モードと、外部から入力された同期信号又は前記画像出力部から入力された同期信号に同期して前記記憶手段から読み出した前記第2の画像信号に対して画素数変換を行ってから前記記憶手段に記憶する単独で動作する動作モードである第3の動作モードとのうち、任意に選択されたいずれか一の動作モードで動作し、前記第2の動作モードでの動作時はそれぞれ外部から供給される、読み出し可能を示す使用可信号に基づいて画素数変換動作を開始し、その後画素数変換動作を終了し変換された画像信号を出力可能となったときは出力可能信号を生成して出力する手段を有し、
縦続接続された前記2つの画素数変換部が共に前記第2の動作モードで動作する時は、縦続接続された前記2つの画素数変換部のうち、前段に接続されている一方の画素数変換部は、前記記憶手段から供給される前記使用可信号に基づいて画素数変換動作を開始し、その後画素数変換動作を終了し変換された画像信号を出力可能となったときに、前記出力可能信号を、後段に接続されている他方の画素数変換部に前記使用可信号として供給する手段を有することを特徴とする画素数変換装置。 Vertical conversion that converts the number of pixels in the vertical direction corresponding to the number of horizontal lines of the first image signal that is an input image signal input from the outside or the second image signal that is an image signal read from the storage means in the apparatus. Two pixel number conversion units are connected in cascade, a pixel number conversion unit and a horizontal pixel number conversion unit that converts the number of pixels in the horizontal direction of the first or second image signal. A pixel number conversion device for outputting an image signal obtained by converting the number of pixels in the vertical direction and the number of pixels in the horizontal direction to the outside through the image output unit,
Each of the two pixel number conversion units performs pixel number conversion on the first image signal input in synchronization with the synchronization signal input from the outside, and then stores it in the storage unit. A first operation mode that is a synchronized operation mode and the image output after the pixel number conversion is performed on the second image signal read from the storage means in synchronization with the synchronization signal from the image output unit A second operation mode which is an operation mode synchronized with an output side to be output to the unit, and the second read out from the storage means in synchronization with a synchronization signal input from the outside or a synchronization signal input from the image output unit. The operation is performed in any one of the operation modes arbitrarily selected from the third operation mode, which is the operation mode independently operating after converting the number of pixels to the image signal of 2 Shi The supplied from each operation when the outside in the second mode of operation, to start the pixel number conversion operation on the basis of the usable signal indicating a readable, then exit the pixel number conversion converted image signal When it becomes possible to output, it has means to generate and output an output enable signal,
When both the two pixel number conversion units connected in cascade operate in the second operation mode, one of the two pixel number conversion units connected in cascade is connected to the preceding stage. The unit starts the pixel number conversion operation based on the usable signal supplied from the storage means, and then ends the pixel number conversion operation and can output the converted image signal when it can be output. A pixel number conversion apparatus comprising means for supplying a signal as the usable signal to the other pixel number conversion unit connected to the subsequent stage.
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