JP5705037B2 - 映像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ装置から入力される映像信号にモニタ用のキャラクタ信号を重畳し、前記映像信号とは別に出力する映像処理装置に関する。

従来、テレビジョンカメラの動作を制御するカメラ制御装置を設け、テレビジョンカメラの映像を離れた場所から制御することが行われている。
テレビジョンカメラの撮像素子や高速信号処理技術の進歩に伴い、プログレッシブ走査で１９２０サンプル×１０８０ラインのフレーム映像を扱う１０８０ｐなどの高画質規格が登場している。その一方で、従来規格である１０８０ｉ信号やＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）信号なども同時に出力することも求められるため、入力された映像信号をフォーマット変換回路により複数の映像フォーマットに変換して出力する映像処理装置をカメラ制御装置に設けることが行われている。

ここで、放送局内のエンジニア等のオペレータが、カメラの画質等の設定を映像を見ながら行うために、放送送出に供する本線映像信号とは別に、ピクチャモニタ用の映像信号として、メニュー画面等の文字情報（モニタ用のデータ）を映像信号に重畳した出力（ＰＩＸ信号の出力）を備えることが一般的である。しかしながら、前述のように、扱う映像の種類が多くなると、各々の映像フォーマットに合わせたキャラクタ信号を生成するキャラクタ信号発生器が必要になるため、コストアップや回路規模の増大につながる。

図５には、従来方式の映像処理装置の構成例を示してある。
ここでは、テレビジョンカメラからカメラ制御装置に入力される映像信号は１０８０ｐ（１９２０ｘ１０８０，プログレッシブ）とし、出力映像信号は、１０８０ｐの他に、７２０ｐ（１２８０ｘ７２０，プログレッシブ）、１０８０ｉ（１９２０ｘ１０８０，インターレース）、およびＳＤ（７２０ｘ４８０，インターレース）としている。

映像処理装置では、テレビジョンカメラから入力された１０８０ｐの映像信号に対し、１０８０ｐ用キャラクタ発生器３２で生成された１０８０ｐ用のキャラクタ信号をキャラクタ重畳部３１にて重畳し、１０８０ｐフォーマットのＰＩＸ信号を生成して出力する。
また、７２０ｐダウンコンバータ部３３にて１０８０ｐから７２０ｐにフォーマット変換された映像信号に対し、７２０ｐ用キャラクタ発生器３５で生成された７２０ｐ用のキャラクタ信号をキャラクタ重畳部３４にて重畳し、７２０ｐフォーマットのＰＩＸ信号を生成して出力する。
また、１０８０ｉダウンコンバータ部３６にて１０８０ｐから１０８０ｉにフォーマット変換された映像信号に対し、１０８０ｉ用キャラクタ発生器３８で生成された１０８０ｉ用のキャラクタ信号をキャラクタ重畳部３７にて重畳し、１０８０ｉフォーマットのＰＩＸ信号を生成して出力する。
更に、ＳＤダウンコンバータ部３９にて１０８０ｉからＳＤＴＶ信号にフォーマット変換された映像信号に対し、ＳＤ用キャラクタ発生器４１で生成されたＳＤ用のキャラクタ信号をキャラクタ重畳部４０にて重畳し、ＳＤフォーマットのＰＩＸ信号を生成して出力する。
以上のように、従来方式の映像処理装置では、ＰＩＸ信号出力の映像フォーマットの数だけキャラクタ発生器が必要となる。

特開２０１１−０２９７４４号公報

本発明は、カメラから入力される映像信号にモニタ用のキャラクタ信号を重畳し、前記映像信号とは別に出力する処理を効果的に行える映像処理装置を提供することを目的とする。

本発明では、カメラから入力される映像信号に当該カメラの状態又は当該カメラの動作を制御するカメラ制御装置の状態を表すキャラクタ信号を重畳し、前記映像信号とは別に出力する映像処理装置に、前記カメラの状態又は前記カメラ制御装置の状態に基づいてキャラクタ信号を生成するキャラクタ信号生成手段と、前記キャラクタ信号生成手段により生成されたキャラクタ信号を、前記カメラから入力される映像信号の色差信号の最下位ビットに重畳するキャラクタ信号重畳手段と、を備えた。

すなわち、最初の入力映像信号（カメラから入力される映像信号）に対してモニタ用のキャラクタ信号を重畳するようにしており、キャラクタ信号が重畳された映像信号をダウンコンバートすれば、映像フォーマットが異なる複数の映像信号をキャラクタ信号が重畳された状態で得ることができるため、映像フォーマット毎のキャラクタ発生器が不要となる。しかも、見た目上での影響が最も少ない色差信号の最下位ビットにキャラクタ信号を重畳するので、キャラクタ信号が重畳された映像信号をそのまま本線映像信号として放送送出に供することができる。

また、本発明では、更に、キャラクタ信号が重畳された映像信号について、色差信号の最下位ビットに文字部を表す値が格納された映像部分の輝度信号及び色差信号を所定値に変更することで、映像信号に重畳されたキャラクタ信号を可視化するキャラクタ信号可視化手段を備えた。
したがって、キャラクタ信号が可視化された映像信号を、本線映像信号とは別にモニタ用として出力することができる。

また、本発明では、更に、キャラクタ信号が重畳された映像信号について、色差信号の最下位ビットに対して間引き処理を行う一方で補間フィルタ処理を行わず、輝度信号及び最下位ビットを除く色差信号に対して間引き処理及び補間フィルタ処理を行うことで、映像信号の画素数を削減するダウンコンバート手段を備えた。
したがって、補間フィルタ処理によってキャラクタ信号が喪失してしまうことを防止できる。

また、本発明では、更に、それぞれ異なる画素数に映像信号の画素数を削減する複数のダウンコンバート手段を、前記キャラクタ信号重畳手段の下流側に備えた。
したがって、映像フォーマットが異なる複数の映像信号をキャラクタ信号が重畳された状態で得ることができるため、映像フォーマット毎のキャラクタ発生器が不要となる。

以上説明したように、本発明に係る映像処理装置によれば、カメラから入力される映像信号にモニタ用のキャラクタ信号を重畳し、前記映像信号とは別に出力する処理を効果的に行うことが可能であり、装置のコストダウン及び回路規模の縮小を図ることができる。

本発明が適用されるカメラ制御システムの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置によるキャラクタ信号の重畳を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る映像処理装置のダウンコンバータの構成例を示す図である。 従来方式の映像処理装置の構成例を示す図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１には、本発明が適用されるカメラ制御システムの構成例を示してある。
本例のカメラ制御システムは、テレビジョンカメラ（以下、カメラと略記する）の動作を制御するカメラ制御装置を備え、当該カメラ制御装置内に映像処理装置を設けた構成となっている。なお、映像処理装置をカメラ制御装置とは別体の装置としてカメラ制御装置外に設けるようにしてもよい。

本例のカメラ制御装置では、カメラから入力される映像信号を映像処理装置により処理し、本線映像信号とＰＩＸ信号とを出力する。本線映像信号は、放送送出に供される映像信号であり、一般視聴者により視聴される。一方、ＰＩＸ信号は、カメラ画質の調整等に供される映像信号であり、カメラの状態を表す文字情報が視認可能に重畳されており、放送局内のエンジニア等のオペレータ（カメラの調整等を担当する者）により視聴される。オペレータは、ＰＩＸ信号の映像上に表示される文字情報を参照してカメラの状態を把握し、必要に応じて、カメラの動作を制御する指示をカメラ制御装置に与える。

図２には、本発明の一実施形態に係る映像処理装置の構成例を示してある。
本例の映像処理装置は、１つのキャラクタ発生器２と、３つのダウンコンバータ部４，６，８と、５つのキャラクタ重畳部１，３，５，７，９を備えている。
本例の映像処理装置は、カメラから入力される１０８０ｐの映像信号に基づいて、１０８０ｐの本線映像信号及びＰＩＸ信号、７２０ｐの本線映像信号及びＰＩＸ信号、１０８０ｉの本線映像信号及びＰＩＸ信号、ＳＤの本線映像信号及びＰＩＸ信号を出力する。各ＰＩＸ信号は、カメラから入力される当該カメラの状態データに基づいて生成される。本例では、図３（ａ）に示すように、１０８０ｐの映像信号に付随して、カメラの状態データがモニタ用のデータとして供給される構成となっている。

本例の映像処理装置による動作について説明する。
本例の映像処理装置は、カメラから入力される１０８０ｐの映像信号を、１０８０ｐの本線映像信号として外部に出力するとともに、キャラクタ重畳部１に入力する。
また、本例の映像処理装置は、カメラから入力される当該カメラの状態データに基づいて、放送局内のエンジニア等のオペレータによるカメラ画質の調整等のための文字情報（カメラの状態を表す文字情報）を生成し、１０８０ｐ用キャラクタ発生器２に入力する。
１０８０ｐ用キャラクタ発生器２は、入力された文字情報に基づいて、当該文字情報を画像化した１０８０ｐ用のキャラクタ信号を生成し、キャラクタ重畳部１に入力する。

キャラクタ重畳部１は、カメラから入力された１０８０ｐの映像信号に、１０８０ｐ用キャラクタ発生器２から入力された１０８０ｐ用のキャラクタ信号を重畳する。ただし、キャラクタ信号を直接目に見える信号レベルでは重畳せずに、図３（ｂ）に示すように、輝度信号（Ｙ）ではなく、色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）の最下位ビット（ＬＳＢ；Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）に対し、文字部を‘１’とし、非文字部を‘０’として１ビットのデータを置換することで、見た目の映像では文字を判別できないように重畳する。そして、色差信号のＬＳＢにキャラクタ信号が重畳された映像信号を、以降のフォーマット変換に供するようにする。

ここで、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）の可視感度を比較すると、色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）の方が低く、輝度信号（Ｙ）の方が高い。そこで、本例では、可視感度が低い色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）にキャラクタ信号を重畳することで、カメラ映像に重ねられた文字情報が目立たないようにしている。なお、青成分の色差信号（Ｒ−Ｙ）又は赤成分の色差信号（Ｂ−Ｙ）の一方のみにキャラクタ信号を重畳するようにしてもよく、この場合には、可視感度が低い青成分の色差信号（Ｂ−Ｙ）の方にキャラクタ信号を重畳することが好ましい。

キャラクタ重畳部１によりキャラクタ信号が重畳された１０８０ｐの映像信号は、キャラクタ重畳部３、７２０ｐダウンコンバータ部４、１０８０ｉダウンコンバータ部６に入力される。
キャラクタ重畳部３は、キャラクタ重畳部１から入力された１０８０ｐの映像信号について、色差信号のＬＳＢからキャラクタ信号を取り出して、直接目に見える信号レベルに変換して映像信号に重畳し直すことで、キャラクタ信号を可視化する。具体的には、色差信号のＬＳＢに格納された値が‘１’（文字部を表す値）の映像部分について、当該映像部分の輝度信号及び色差信号を所定値に変更する。本例では、輝度７０％、色差０％の値に変更しているが、これに限定するものでなく、オペレータが文字を不自由なく判別可能であればよい。また、青成分の色差信号（Ｂ−Ｙ）と赤成分の色差信号（Ｂ−Ｙ）に重畳するキャラクタ信号のビット値の組み合わせに応じて複数の文字色を表現するようにしてもよい。
キャラクタ重畳部３によりキャラクタ信号が可視化された１０８０ｐの映像信号は、１０８０ｐのＰＩＸ信号として外部に出力される。

７２０ｐダウンコンバータ部４は、キャラクタ重畳部１から入力された１０８０ｐの映像信号を、キャラクタ信号を含んだまま７２０ｐの映像フォーマットにフォーマット変換（ダウンコンバート）する。
７２０ｐダウンコンバータ部４によりダウンコンバートされた７２０ｐの映像信号は、７２０ｐの本線映像信号としてそのまま外部に出力されるとともに、キャラクタ重畳部５に入力される。７２０ｐの本線映像信号はキャラクタ信号が重畳された状態となっているが、判別な困難な態様となっているため、放送送出に供しても支障がない。

キャラクタ重畳部５は、７２０ｐダウンコンバータ部４から入力された７２０ｐの映像信号について、色差信号のＬＳＢからキャラクタ信号を取り出して、直接目に見える信号レベルに変換して映像信号に重畳し直すことで、キャラクタ信号を可視化する。
キャラクタ重畳部５によりキャラクタ信号が可視化された７２０ｐの映像信号は、７２０ｐのＰＩＸ信号として外部に出力される。

１０８０ｉダウンコンバータ部６は、キャラクタ重畳部１から入力された１０８０ｐの映像信号を、キャラクタ信号を含んだまま１０８０ｉの映像フォーマットにフォーマット変換（ダウンコンバート）する。
１０８０ｉダウンコンバータ部６によりダウンコンバートされた１０８０ｉの映像信号は、１０８０ｉの本線映像信号としてそのまま外部に出力されるとともに、キャラクタ重畳部７、ＳＤダウンコンバータ部８に入力される。１０８０ｉの本線映像信号はキャラクタ信号が重畳された状態となっているが、判別な困難な態様となっているため、放送送出に供しても支障がない。

キャラクタ重畳部７は、１０８０ｉダウンコンバータ部６から入力された１０８０ｉの映像信号について、色差信号のＬＳＢからキャラクタ信号を取り出して、直接目に見える信号レベルに変換して映像信号に重畳し直すことで、キャラクタ信号を可視化する。
キャラクタ重畳部７によりキャラクタ信号が可視化された１０８０ｉの映像信号は、１０８０ｉのＰＩＸ信号として外部に出力される。

ＳＤダウンコンバータ部８は、１０８０ｉダウンコンバータ部６から入力された１０８０ｉの映像信号を、キャラクタ信号を含んだままＳＤの映像フォーマットにフォーマット変換（ダウンコンバート）する。
ＳＤダウンコンバータ部８によりダウンコンバートされたＳＤの映像信号は、ＳＤの本線映像信号としてそのまま外部に出力されるとともに、キャラクタ重畳部９に入力される。ＳＤの本線映像信号はキャラクタ信号が重畳された状態となっているが、判別な困難な態様となっているため、放送送出に供しても支障がない。

キャラクタ重畳部９は、ＳＤダウンコンバータ部８から入力されたＳＤの映像信号について、色差信号のＬＳＢからキャラクタ信号を取り出して、直接目に見える信号レベルに変換して映像信号に重畳し直すことで、キャラクタ信号を可視化する。
キャラクタ重畳部９によりキャラクタ信号が可視化されたＳＤの映像信号は、ＳＤのＰＩＸ信号として外部に出力される。

次に、各ダウンコンバータ部４，６，８の動作について説明する。
図４には、ダウンコンバータ部４，６，８に係るフォーマット変換回路の構成例を示してある。
本例のフォーマット変換回路は、水平補間フィルタ１１、フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１２、バッファメモリ１３、垂直補間フィルタ１４、フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１５、バッファメモリ１６を有する。

フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１２では、映像信号の水平方向のダウンコンバートを制御する。
フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１２から出力されるライトイネーブル信号は、映像信号を間引いて後段のバッファメモリ１３に書き込むためのパルス信号であり、バッファメモリ１３における水平方向のデータ書き込み制御に用いられる。例えば、１０８０ｐから７２０ｐへフォーマット変換する場合の水平方向の変換比率は１９２０：１２８０であるため、３ピクセルの映像から２ピクセルのデータを間引くことになる。
また、フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１２から出力されるフィルタ係数は、映像信号を間引く前に帯域制限や平滑処理といった補間フィルタ処理を行うための係数であり、水平補間フィルタ１１における水平方向の補間フィルタ処理に用いられる。

ここで、映像信号における色差信号のＬＳＢにはキャラクタ信号が重畳されているため、このまま水平補間フィルタ１１を通してしまうと、キャラクタ信号が失われてしまう。そこで、色差信号のＬＳＢのみ補間フィルタを通さずに、間引きのみを行ってバッファメモリ１３に書き込む。

次に、フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１５では、映像信号の垂直方向のダウンコンバートを制御する。
フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１５から出力されるライトイネーブル信号は、映像信号を間引いて後段のバッファメモリ１６に書き込むためのパルス信号であり、バッファメモリ１６における垂直方向のデータ書き込み制御に用いられる。
また、フィルタ係数／ライトイネーブル生成部１５から出力されるフィルタ係数は、映像信号を間引く前に帯域制限や平滑処理といった補間フィルタ処理を行うための係数であり、垂直補間フィルタ１４における垂直方向の補間フィルタ処理に用いられる。

ここで、水平方向と同様に、映像信号における色差信号のＬＳＢにはキャラクタ信号が重畳されているため、このまま垂直補間フィルタ１４を通してしまうと、キャラクタ信号が失われてしまう。そこで、色差信号のＬＳＢのみ補間フィルタを通さずに、間引きのみを行ってバッファメモリ１６に書き込む。
以上のような過程を経て、キャラクタ信号を保持したままダウンコンバートを行うことが出来る。

以上のように、本例では、最高解像度信号用のキャラクタ発生器（１０８０ｐ用キャラクタ発生器２）１個で、複数の映像フォーマットにキャラクタ信号を重畳するようにしているため、映像フォーマット毎のキャラクタ発生器が不要である。また、色差信号の最下位ビットは補間フィルタ処理を行わずに間引きのみを行うフォーマット変換回路（ダウンコンバータ部４，６，８）を用いることで、キャラクタ信号を保持したままフォーマット変換を行えるようにしている。また、見た目上での影響が最も少ない色差信号の最下位ビットにキャラクタ信号を重畳するので、キャラクタ信号が重畳された映像信号をそのまま本線映像信号として放送送出に供することができる。したがって、装置のコストダウン及び回路規模の縮小を効果的に実現することができる。

ここで、本例では、カメラから入力される当該カメラの状態データをモニタ用のデータとして用い、当該データに基づいてカメラの状態を表す文字情報を生成して１０８０ｐ用キャラクタ発生器２に入力するようにしているが、他の内容の文字情報を生成して１０８０ｐ用キャラクタ発生器２に入力するようにしてもよい。例えば、カメラ制御装置から入力される当該カメラ制御装置の状態データをモニタ用のデータとして用い、カメラ制御装置の状態を表す文字情報を生成して１０８０ｐ用キャラクタ発生器２に入力してもよく、これにより、オペレータはカメラ制御装置の状態も把握できるようになる。

また、本例では、１０８０ｐの映像信号をダウンコンバートして、７２０ｐ、１０８０ｉ、ＳＤの各映像フォーマットに変換しているが、例えば、４８６ｉ（ＮＴＳＣ；Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）や５７６ｉ（ＰＡＬ；Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）等の映像フォーマットに変換するようにしてもよい。また、例えば、４３２０ｐ（スーパーハイビジョン）の映像信号をダウンコンバートして、２１６０ｐ（Ｅ−ｃｉｎｅｍａの４Ｋ）、１０８０ｐ等の各映像フォーマットに変換するようにしてもよい。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

１：キャラクタ重畳部、 ２：１０８０ｐ用キャラクタ発生器、 ３：キャラクタ重畳部、 ４：７２０ｐダウンコンバータ部、 ５：キャラクタ重畳部、 ６：１０８０ｉダウンコンバータ部、 ７：キャラクタ重畳部、 ８：ＳＤダウンコンバータ部、 ９：キャラクタ重畳部、
１１：水平補間フィルタ、 １２：フィルタ係数／ライトイネーブル生成部、 １３：バッファメモリ、 １４：垂直補間フィルタ、 １５：フィルタ係数／ライトイネーブル生成部、 １６：バッファメモリ
３１：キャラクタ重畳部、 ３２：１０８０ｐ用キャラクタ発生器、 ３３：７２０ｐダウンコンバータ部、 ３４：キャラクタ重畳部、 ３５：７２０ｐ用キャラクタ発生器、 ３６：１０８０ｉダウンコンバータ部、 ３７：キャラクタ重畳部、 ３８：１０８０ｉキャラクタ発生器、 ３９：ＳＤダウンコンバータ部、 ４０：キャラクタ重畳部、 ４１：ＳＤキャラクタ発生器

Claims (3)

1. カメラから入力される映像信号に当該カメラの状態又は当該カメラの動作を制御するカメラ制御装置の状態を表すキャラクタ信号を重畳し、前記映像信号とは別に出力する映像処理装置において、
   前記カメラの状態又は前記カメラ制御装置の状態に基づいてキャラクタ信号を生成するキャラクタ信号生成手段と、
   前記キャラクタ信号生成手段により生成されたキャラクタ信号を、前記カメラから入力される映像信号の色差信号の最下位ビットに重畳するキャラクタ信号重畳手段と、
   キャラクタ信号が重畳された映像信号について、色差信号の最下位ビットに対して間引き処理を行う一方で補間フィルタ処理を行わず、輝度信号及び最下位ビットを除く色差信号に対して間引き処理及び補間フィルタ処理を行うことで、映像信号の画素数を削減するダウンコンバート手段と、
   を備えたことを特徴とする映像処理装置。
2. 請求項１に記載の映像処理装置において、
   キャラクタ信号が重畳された映像信号について、色差信号の最下位ビットに文字部を表す値が格納された映像部分の輝度信号及び色差信号を所定値に変更することで、映像信号に重畳されたキャラクタ信号を可視化するキャラクタ信号可視化手段を備えた、
   ことを特徴とする映像処理装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の映像処理装置において、
   それぞれ異なる画素数に映像信号の画素数を削減する複数のダウンコンバート手段を、前記キャラクタ信号重畳手段の下流側に備えた、
   ことを特徴とする映像処理装置。

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