JPH01132288A - 映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号をＡ／Ｄ変換器によりディジタル化し
た後、画像メモリを用いてディジタル処理を行なう映像
信号処理装置に関するもので、特に、クロマ信号処理に
関するものである。

従来の技術 近年、半導体技術の急速な発展によシ、大規模ディジタ
ル回路のＬＳＩ化や、ビデオ信号レートで動作可能な高
速ム／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器が実現可能となシ、民生
用映像機器へのディジタル映像処理が進められている。

特に、大容量化、低価格化の著るしいディジタルメモリ
とメモリコントローラの採用によシ、画面静止、ストロ
ボ効果。

親子画面、マルチ画面等の種々の特殊機能を有したディ
ジタル応用機器が開発されている（例えば「テレビ技術
Ｊ１９８６．ＶＯＬ３４．ＰＩ３）。

例えば、第４図（ＩＬ）に示す親子画面では、全く非同
期な表画面と８画面を合成するもので、８画面を縮少し
て子画面を作り、表画面に合成したものである。

又、第４図中）に示すマルチ画面では、刻々と時間変化
している画面を縮少し、一定の時間間隔で順次表示して
ゆくものである。

これらの親子画面や、マルチ画面は、映像画面を縮少し
たり１合成したシすることが必要であり、映像メモリの
制御が複雑なだけでなく、映像メモリに供給するまでの
処理においても、画面の縮少や合成に適した信号処理が
要求される。特に、クロマ信号をそのままで時間圧縮（
換言すれば画面縮少）をしたり、他のクロマ信号との合
成等を行なうと、バースト周波数や、バースト位相が変
化してしまうため、通常はクロマ信号をいったん復調し
、基底帯域に落した後に時間圧縮や合成をし、これを再
び変調し、目的のクロマ出力を得るようにしている。

以下、図面を参照しながら従来の映像信号処理装置につ
いて説明する。第２図は親子画面やマルチ画面が可能な
ディジタル映像信号処理装置の一例で、特にクロマ信号
系のブロック図を示したものである。同図中で、１は第
１のクロマ信号Ｃ１の入力端、２は第２つクロマ信号Ｃ
２の入力端、３は上記入力クロマ信号を切換えるための
切換回路、４．６は自動クロマ利得調整回路（以下Ａｃ
Ｃ回路と略す）、６．７はＡＣＣ回路の利得制御を行な
うための第１及び第２の検波器、８は搬送波で変調され
たクロマ信号を復調し１色差信号にするための色信号復
調回路、９は切換回路、１ｏはム／Ｄ変換器（以下ムＤ
Ｃと略す）、１１はラッチ回路、１２は映像メモリ、１
３は映像メモリ１３へのデーターの書き込み、読み出し
のタイミングやそのアドレス等を制御するためのメモリ
制御部、１４はマイクロコンピュータ（以下マイコント
略す）、１ｓ、１６はＤ／Ａ変換器（以下ＤＡＣと略す
）、１７．１８は低域通過フィルタＣ以下゛ＬＰＦと略
す）、１９は色差信号を搬送りロマ信号に変調するため
の色信号変調回路、２ｏは帯域通過フィルタ、２１は切
換回路、２２は増幅器（ムＭＰ）、２３はクロマ信号出
力端である。以上のように構成された映像信号処理装置
について以下にその動作を説明する。

まず親子画面を構成する場合は、入力端１に入力された
クロマ信号Ｃ１と入力端２に入力されたクロマ信号Ｃ２
とを切換回路３に供給する。切換回路３ではＡＣＣ４へ
供給するクロマ信号Ｃｃ（第５図（′ｂ）参照）とＡＣ
Ｃ５へ供給するクロマ信号Ｏｐ（第６図（ＩＬ）参照）
とをクロマ信号Ｃ１及びＣ２から選択する。親子画面の
モードでは−ｃｐが親画面のクロマ信号に、　Ｃａが子
画面のクロマ信号になる。切換回路３で選択されたクロ
マ信号ＣＰ　＊　ｃｃは、Ｃ。

はＡＣＣ４で、ＣＰはムＣＯ６で、それぞれ自動振幅調
整された後に、ＣＧは色信号復調回路８で色差信号（Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号）に復調される。復調された色差信号
を切換回路９で高速スイッチすることにより、双方の色
差信号を時間多重する。時間多重された色差信号はＡＤ
Ｃｌｏでディジタルデータに変換された後、ラッチ回路
１１でＲ−Ｙ成分とＢ−Ｙ成分に再び分割し、映像メモ
リ１２に書き込まれる。映像メモリ１２の制御はメモリ
制御部１３で行ない、書き込み速度に対し、読み出し速
度を早く設定することでデータの時間圧縮、すなわち、
画面の縮少ができる。又、メモリに書き込み時は子画面
側に同期しで書き込み、メモリからデータを読み出す際
は親画面側に同期して読み出すことにより親画面に同期
した出力を得ることができる。

以上のようにして、時間圧縮し、同期合わせされた色差
データは、Ｄム０１５．’ＩＳでアナログ色差信号に変
換され、ＬＰＦ１７．１８で補間処理が施された後、色
信号変調回路１９で再び変調され第５図（０）のクロマ
信号Ｃｃ′を得る。更に、Ｃｃ′はＢＰＦ２０で不要高
調波を除去した後、切換回路２１で親画面のクロマ信号
ＣＰと切換えられる。

切換えのタイミングは、第５図（ｅ）に示すように子画
面を合成する位置に合せて切換えられ、親画面時は切換
回路２１の２側、子画面時は１側へ切換えるようにメモ
リ制御部１３から制御パルスが送られる。このようにし
て親画面と子画面が合成された後、五ＭＰ２２でゲイン
合わせされてクロマ出力端２３から出力される（第６図
（６）参照）。

ここで、出力端２３から出力される親画面と子画面の合
成りロマ出力は、親画面の一部に縮小画面を挿入するこ
とになるため、クロマ信号の基準となるバースト信号は
親画面側のバースト信号になる。よって、ＡＣＣ４とＡ
ＣＣＳで親画面側バースト信号と子画面側バースト信号
の振幅が一致するように振幅制御しておかないと、画面
合成後の子画面の色飽和度が変化してしまうことになる
。

そのため、入ＣＣ４，５のゲイン制御はバースト振幅を
検波器６．７で、それぞれ検波し、その検波出力に応じ
てＡＣＣ４，５のゲインが変化するように構成されてい
る。

以上は親子画面を作成する時のクロマ、及び色差信号処
理であるが、大画面の静止画像やストロボ効果等も第２
図の構成で実現可能である。例えば、入力端１にのみク
ロマ信号Ｃ１が入力されており、その信号を映像メモリ
にいったん記憶し、その記憶された映像データを必要な
時にいつでもとシ出せる機能（いわゆるメモリーリコー
ル機能）が実現可能である。その場合には、切換回路３
の接点を同図中の１及び３に接続し、Ｃａとｃｐのいず
れにも入力クロマ信号Ｃ１が供給されるようにマイコン
１４から制御信号を出す。これによｐ、ｃｃのクロマ信
号は、前述の親子画面の場合と同様に、ＡＣＣ回路回路
４侶 ムＤＣ１ｏ，ラッチ回路１１を経て色差データとして映
像メモリ１２に記憶される。１フイ一ルド分，又は１フ
レ一ム分の色差データが映像メモリ１２に記憶された後
は，メモリ制御部１３によって、映像メモリ１２は読出
しモードにし、先に記憶された色差データがくり返し読
み出される。読み出された色差データはＤＡＣ１５、及
び、ＤＡＣ１６でアナログ色差信号に変換され、ＬＰＦ
１ア、及びＬＰ７１　８を経て色信号変調回路１９でク
ロマ信号に変調される。変調されたクロマ信号はＢＰＦ
２０で高調波成分を除去した後、切換回路２１でＡＣＣ
回路５を経てきた入力クロマ信号ｃＰと切換えられる。

通常は切換回路２１の接点を２側へ倒しておき出力端２
３にはＣＰ、この場合は入力信号Ｃ１−が出力されるよ
うにしておき、映像メモリ１２に記憶されている映像を
観たい時のみ、切換回路２１を１側に接続することによ
り、メモリー画像を好きな時に呼び出せるメモリリコー
ル機能が実現できる。

以上のように第２図の構成によれば、親子画面。

フルチ画面，静止画．メモＩＪ　ＩＪコール機能等の種
種のディジタル効果が実現可能となり、ビデオテープレ
コーダや、ＴＶ，ビデオディスク等の付加機能として注
目されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記した構成において、ＡＣＣ回路４は
バーストレベルによって制御され、バーストレベルが一
足になるように動作する方式（いワユルバースト人ＣＣ
方式）であるため、バーストレベルに対し色飽和度の低
いクロマ信号が入力された場合には色差信号の実質上の
量子化ビット数が低下し色相ムラを生じ、画像品質が低
下するという問題点を有していた。特に画像メモリの増
大やＡＤＯ　、ＤＡＣのコストアップを避けるために、
色差信号処理を６〜７ピツトで行なった場合に、上記色
相ムラが著るしい。

例えば、第２図ＡＤＣ１０．ラッチ回路１１。

映像メモリ１２１ＤＡＣ１６．ＤＡＣ１６を６ｂｉｔ処
理で構成した場合には、±１００ＩＲＥの変化範囲をも
つ色差信号が２６＝６４ステツプに量子化されるために
、標準レベル４ｏＩＲＥのバースト部の量子化ステップ
は、第３図（ｄ）に示すように一ス１ツブＸ−＝１２〜
１３ステップになる。

又、第３図（ｅ）のような２０ＩＲＥ程度の色飽和度の
うすいクロマ信号の場合には、色差信号のステップ数は
６〜７ステツプとなり実質上のビット数は３ビット程度
に低下してしまい量子化誤差による色相ムラ、色飽和度
ムラを生じやすくなる。通常、映像信号は色飽和度がバ
ーストレベルの４０ＩＲＥよシ高い場合はまれでちゃ、
入間の肌色や部屋の壁色等は１０〜４ｏＩＲＥ以内に入
っている場合がほとんどであシ、第２図のクロマ処理で
、画面縮少を行なわない大画面処理では色相ムラや色飽
和度ムラによる画質劣化が生じることになる。

本発明は上記問題点に鑑み、入力クロマ信号の振幅が小
さい場合でも、色相ムラや色飽和度ムラの少ない映像信
号処理装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の映像信号処理装置
は、映像信号をディジタル信号に変換した後、映像メモ
リに記憶可能な映像信号処理装置の色信号処理において
、２種もしくはそれ以上の入力搬送色信号の中から第１
の搬送色信号と第２の搬送色信号とを選択する信号選択
手段と、上記第１の搬送色信号の振幅を所定のレベルに
自動調整する第１０ＡＣＣ回路と、上記第１０ＡＣＣ回
路出力を色差信号に復調する色信号復調回路と、上記色
信号復調回路出力をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ
変換器と、上記Ａ／Ｄ変換器出力を記憶するための映像
メモリと、上記映°像メモリへのデータの書き込みと読
み出しを制御する制御手段と、上記映像メモリから読み
出されたディジタルデータをアナログ色差信号に変換す
るＤ／Ａ変換器と、上記Ｄ／Ａ変換器出力の色差信号を
直角位相変調する変調回路と、上記第２の搬送色信号の
振幅を一定レベルに自動調整する第２のＡＣＣ回路と、
上記第２のＡＣＣ回路出力と°上記変調回路出力とを切
換える切換回路を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、親子画面を作成する場
合以外は、クロマンベルの平均レベルを検出しこの平均
レベルが一定値になるように利得調整を行なうＡＣＣ回
路（いわゆる平均値ＡＣＣ回路）に入力クロマ信号を通
すことにより、クロマレベルが低い場合でも所定の振幅
まで増幅されクロマ信号の量子化ステップ数が低下し、
入力クロマ信号に対する量子化誤差の割合が増大するの
を防止している。これにより、色差信号を６〜７ビツト
でディジタル処理した場合でも色相ムラや色飽和度ムラ
を少なくすることができる。

実施例 以下本発明の一実施例の映像信号処理装置について図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例における映像信号処理装置の主
要ブロックを示すものである。第１図において、１は第
１のクロマ信号Ｃ１の入力端、２は第２のクロマ信号Ｃ
２の入力端、３は上記人力クロマ信号を切換えるための
切換回路、４，６は自動クロマ利得調整回路（ＡＣＣ回
路）、６．７はＡＣＣ回路の利得制御を行なうための第
１及び第２の検波器、８は搬送波で変調されたクロマ信
号を復調し、色差信号にするための色信号復調回路、９
は切換回路、１ｏはＡ／Ｄ変換器（ＡＤ（：　）、１１
はラッチ回路、１２は映像メモリ、１３はメモリ制御部
、１４はマイコン、１５．１６はＤ／Ａ変換器（ＤＡＩ
）、１７．１８は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、１９は
色差信号を搬送りロマ信号に変調するための色信号変調
回路、２０は帯域通過フィルタ、２１は切換回路、２２
は増幅器（ＡＭＰ）、２３はクロマ信号出力端、３１．
３２はＡＣＣ回路の利得制御を行なうための第３、及び
第４の検波回路、３３．３４は切換回路である。

以上のように構成された映像信号処理装置について以下
第１図及び第３図を用いてその動作を説明する。

まず、親子画面を作成する場合について説明する。この
場合は入力端１と入力端２には非同期な異なったクロマ
信号Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ入力される。上記Ｃ１及びＣ
２のうち一方が親画面側のａ。

となり、もう片方が子画面側のＣ，となり、ＣＧはディ
ジタル的に縮少され、親画面に同期合せした後に親画面
と合成し親子画面を作成する。上記ｃｐとＣＣは切換回
路３で選択されＣａはＡＣＣ回路４で、Ｃ，はＡＣＣ回
路６でそれぞれ利得調整される。利得調整は、前述の従
来技術の項で述べたように、親子画面のバースト基準は
親画面のノ（−ストが基準になるため、親画面側の）（
−ストレベルと子画面側のバーストレベルが同一レベル
になるようめらかじめ制御される。すなわち、ＡＣＣ回
路４の制御は、検波器６でバーストレベルを検波し、そ
の検波出力を切換回路３３を介してＡＣＣ回路４に供給
することによってＡＣＣ回路４の出力バーストレベルが
一定レベルになるように利得調整される。一方、人ＣＣ
回路６の制御もＡＣＣ回路４と同様に、検波器７でバー
ストレベルを検波し、その検波出力を切換回路３４を介
してＡＣＣ回路６に供給することによってＡＣＣ回路５
の出力バーストレベルが一定レベルになるように利得調
整を行なっている。

以上のようにして双方のバーストレベルを所定の値にそ
ろえた上で、前述の従来技術で述べたように子画面側の
Ｃｃは色信号復調回路８で色差信号に復調された後、切
換回路９．ＡＤＣｌｏ、ラッチ回路１１を経て映像メモ
リ１２に書き込まれる。

書き込まれた色差データは書き込み速度より速い速度で
読み出され時間圧縮された後、ＤＡＣｌ　５及び１６で
アナログ信号に変換され、さらにＬＰＦ１７及び１８を
通した後、色信号変調回路１９でクロマ信号に変調され
る。変調されたクロマ信号はＢＰＦ２０を経て切換回路
２１で親画面側のクロマ信号ＣＰと切換えられ所定の位
置に子画面側のクロマ信号Ｃｃ′を挿入し親子画面用の
クロマ信号を作成する。切換回路２１の出力クロマ信号
は再度ＡＣＣ回路２２で利得調整された後、出力端２３
よりクロマ出力として出力される。

決に、親子画面以外のディジタル静止、ストロボ効果、
メモリリコール等を行なう場合について説明する。この
場合は映像入力は１系統のみであり、−例として第１図
の入力端１にクロマ信号Ｃ１が入力された場合を考える
。切換回路３はＡＣＣ回路４側とＡＣＣ回路５側の双方
に入力クロマ信号Ｃ１が供給されるよう制御され、切換
回路３の接点は１と３に接続される。又、ＡＣＣ回路４
とＡＣＣ回路６の利得制御を行なっている検波器３１と
３２は、切換回路３３と３４をマイコン１４で制御する
ことによって、それぞれ検波器３１と検波器３２を選択
するようになっている。検波器３１と検波器３２は、い
ずれもクロマレベルの平均値を検出するもので、入力ク
ロマ信号の平均クロマレベルが小さい場合（例えば第３
図（′ｂ）の場合）は、１ｃｃ４、又はＡＣＣ５の利得
を大きく設定し、入力クロマ信号の平均クロマレベルが
大きい場合（例えば第３図（２Ｌ）の場合）は、ムｃｃ
４、又はＡＣＣ５の利得を小さく設定するように構成さ
れている。上記の動作を行なうことにより、第３図（ｂ
）のように２０ＩＲＩＣ程度の小レベルクロマ信号が入
力された場合でも、平均クロマレベルが所定値になるよ
うにＡＣＣ４及びＡＣＣ５が動作し、第３図（Ｃ）のよ
うにＡＧＯ４と５の出力クロマレペルは増幅され、結果
としてＡＤＣｌｏに入力される色差入力レベルは第３図
（０のように大きくなる。

従来例で述べたバーストレベルが一定になるようなＡＣ
Ｃの場合（第３図（ｅ））に較べ約ｅｄＢ程度Ａ／Ｄ変
換時の色差信号レベルが犬きくなシ、ディジタル化した
時の色差信号の実質上のステップ数が増加し、量子化誤
差による量子化ノイズ分も小さくすることが可能になる
。ＡＤＣｌｏが６ビツトの場合を一例にすれば、バース
トレベルでＡＣＣをかけた場合に較べ２０ＩＲＫ以下の
小レベルクロマ信号のステップ数は約２倍の１２〜１４
ステツプになり、実質的なビット数としては、クロマ信
号の平均値でＡＯＣをかけた本実施例の方が約１ビツト
分向上したことになる。よって、映像メモリ１２から読
み出された後、ＤＡＣｌ　５及び１６−ＬＰＦ１７及び
１８、色信号変調回路１９゜ＢＰＦ２０を経て出力され
るクロマ信号Ｃｃ′の色相変動１色部オロ度変動も小さ
くなυ、ＴＶ画面上での色相ムラ、色飽和度ムラも低減
できる。映像メモリを通ってきたクロマ信号Ｃｃ′とＡ
ＧＯ５を通過してきたクロマ信号ＣＰは切換回路２１で
種々のモードによって適宜切換えられ、ｋ００２２で好
適なりロマレペルに再設定された後、出力端２３にクロ
マ出力として出力される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、入力クロマ信号が小さい
場合の量子化時のステップ数を増加することが可能であ
り、その結果、色飽和度の低い部分の色相ムラや色飽和
度ムラを低減することができる。これは特に大画面の静
止画やストロボ画の動作を行なう場合に有効で、６ビツ
ト程度の量子化でも高画質のディジタル画を映出するこ
とができる。一方、親子画面時には従来どうり合成する
２つの画像のバーストレベルが一定となるように利得調
整することで、親画面と子画面の色飽和度の変化をなく
し、安定した色を映出可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である映像信号処理装置の要
部のブロック図、第２図は従来例における映像信号処理
装置のブロック図、第３図は本実施例及び従来例の説明
のためのタイミング波形図、第４図は画面構成を示す説
明図、第６図は説明用のタイミング波形図である。 １・・・・・・第１のクロマ信号入力端、２・川・・第
２のクロマ信号入力端、３・川・・切換回路、４・川・
・第１のＡＣＣ回路、５・川・・第２のＡＣＣ回路、６
・・・・・・第１の検波器、７・・・・・・第２の検波
器、９・・・・・・切換回路、１０・川・・ムＤ（ｊ、
１２・川・・映像メモリ、１５．１６・・団・ＤＡＣ１
１９・・・・・・色信号変調回路、２１・・・・・・切
換回路、３１・川・・第３の検波器、３２・・・・・・
第４の検波器、３３．３４・・・・・・切換回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名Ｏ○ ｅ４　　　　　　　　（Ｊ（Ｊ 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号をディジタル信号に変換した後、映像メ
   モリに記憶可能な映像信号処理装置であって、２種もし
   くはそれ以上の入力搬送色信号の中から第１の搬送色信
   号と第２の搬送色信号とを選択する信号選択手段と、上
   記第１の搬送色信号の振幅を所定のレベルに自動調整す
   る第１のＡＣＣ回路と、上記第１のＡＣＣ回路出力を色
   差信号に復調する色信号復調回路と、上記色信号復調回
   路出力をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、
   上記Ａ／Ｄ変換器出力を記憶するための映像メモリと、
   上記映像メモリへのデータの書き込みと読み出しを制御
   する制御手段と、上記映像メモリから読み出されたディ
   ジタルデータをアナログ色差信号に変換するＤ／Ａ変換
   器と、上記Ｄ／Ａ変換器出力の色差信号を直角位相変調
   する変調回路と、上記第２の搬送色信号の振幅を一定レ
   ベルに自動調整する第２のＡＣＣ回路と、上記第２のＡ
   ＣＣ回路出力と上記変調回路出力とを切換える切換回路
   とを有することを特徴とした映像信号処理装置。
2. （２）第１のＡＣＣ回路は、第１のＡＣＣ回路出力を第
   ２のＡＣＣ回路出力の適宜な位置に挿入、又は、合成す
   る場合には上記第１のＡＣＣ回路出力のバースト信号が
   一定レベルになるように搬送色信号の振幅を自動調整し
   、第１のＡＣＣ回路出力を上記第２のＡＣＣ回路出力に
   挿入、又は、合成しない場合には、上記第１のＡＣＣ回
   路出力の平均搬送色信号レベルが一定になるように搬送
   色信号の振幅を自動調整することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の映像信号処理装置。