JPH03222593A - メモリ制御方式 - 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】 ン産業上の利用分野］ この発明は、周波数変換とビット分割により画像メモリ
の効率的運用を図ったメモリ制御方式に関する。

従来の技術］ ビデオカメラやビデオテープレコーダといった家庭用映
像機器にディジタル信号処理技術が導入されるようにな
って久しく、半導体ＩＣの量産体勢が整備されるにつれ
、ＡＤ変換器やＤＡ変換器或は画像メモリといったディ
ジタル信号処理に欠かせない素子の製造単価も、徐々に
引き下げられつつある。なかでも、画像メモリは、映像
信号をディジタル信号処理する上で不可欠の素子であり
、その使用法いかんによってはメモリ容量の節減余地が
生まれるため、適切なメモリ制御方式と過不足のない記
憶容量をもった画像メモリを選択する必要がある。

［発明が解決しようとする課題り 画像メモリへのデータの書き込み或は画像メモリからの
データの読み出しに関する従来のメモリ制御方式は、画
像メモリの記憶容量を映像信号の標本化に用いるサンプ
リング周波数に応じて単純に決定しており、仮に輝度信
号について色副搬送周波数ｆｓｃ　（−３，５８ＭＨｚ
）の４倍の周波数でもって標本化する場合、水平周波数
ｆｈｃ＝１５．７５ｋＨｚ）で走査されるｌラインの標
本点すなわちドツト（画素）数は、４　ｆ　ｓ　ｃ　／
　ｆ　ｈ（＝９．１０）ドツトであり、全体で２６２．
５行からなる１フィールドの画像について、１ドツトを
８ビツトで量子化するのであれば、２３８にバイト（９
１０ｘ２６２．５ｘ８ビツト）の記憶容量をもつ画像メ
モリが、可もなく不可もなく無条件で採用されていた。

また、輝度信号の占有帯域ニ比べ１／４程度の占有帯域
しかない色信号について、色副搬送周波数ｆｓｃで標本
化する場合、輝度信号の１／４に相当する５９にバイト
の記憶容量が必要であり、従って従来のメモリ制御方式
は、輝度データと色データ合わせて２９７にバイトの記
憶容量をもつ画像メモリの使用を半ば当然のこととして
おり、また１画面の中央部分を２倍に拡大して表示する
ような場合などは、２９７にバイトの２倍の記憶容量が
必要になるため、画像処理システムが肥大化しやすく、
製造コストも高くつく等の課題を抱えていた。

「課題を解決するための手段り この発明は、上記課題を解決したものであり、映像信号
の水平同期信号とそのフロントポーチ期間及び垂直同期
信号と垂直ブランキング期間を除外した輝度信号を、色
副搬送周波数の４倍のサンプリング周波数で標本化する
とともに、色信号を色副搬送周波数と同周波数のサンプ
リング周波数で標本化し、得られた輝度データと色デー
タを色副搬送周波数の５倍のリサンプリング周波数で再
標本化することにより、輝度データ４に対し色データ１
の構成比で周波数変換し、画像メモリに記憶させること
を特徴とするものである。

二作用］ この発明は、映像信号を画面表示期間とカラーバースト
期間についてだけ標本化の対象とし、輝度信号と色信号
をそれぞれ色副搬送周波数の４倍と１倍のサンプリング
周波数で標本化し、得られた輝度データと色データを色
副搬送周波数の５倍（７）　ＩＪ　サンプリング周波数
で再標本化することにより、輝度データ４に対し色デー
タＩの構成比で周波数変換し、画像メモリに記憶させる
ことにより、画像メモリの効率的な運用を図る。

こ実施例ｊ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし第３図
を参照して説明する。第１図は、この発明のメモリ制御
方式を適用した画像処理システムの一実施例を示す回路
構成図、第２図は、第１図に示したメモリ制御部の回路
構成図、第３図は。

表示画面のライン及びドツト構成の一例を示す図である
。

第１図に示す画像処理システム１は、映像信号をＡＤ変
換器２において８ビツトのディジタルデータに変換し、
メモリ制御部３を介して画像メモリ４に格納し、一方面
像メモリ４から読み出した映像データは、ＤＡ変換器５
によりアナログ信号に戻して出力する。６は、映像信号
に含まれる水平と垂直の各同期信号を分離する同期分離
回路であり、二こで分離された水平と垂直の各同期信号
は、メモリ制御部３の動作制御に必要な各種クロック信
号、或はＤＡ変換器５への出力データに付される内部同
期信号等の生成に供される。なお、ＡＤ変換器２のサン
プリング周波数は、輝度信号が４ｆｓｃであり、色信号
がｆｓｃである。

同期分回路６にて分離された水平同期信号は、第２図に
示したように、メモリ制御部３内の水平カウンタ７をリ
セットし、垂直カウンタ８は垂直同期信号によってリセ
ットされる。水平カウンタ７は、周波数４ｆｓｃのクロ
ッグ信号に従って歩進し、一方の垂直カウンタ８は、水
平カランタフの９１０パルスの計数完了時点で歩進する
ようになっており、両カウンタ７．８の計数出力により
画像メモリ４に書き込まれる映像データの水平方向と垂
直方向の位置が規定される。すなわち、水平カウンタ７
と垂直カウンタ８の各計数出力は、それぞれ専用のデコ
ーダ９．１０を介してフリップフロップ回路群からなる
分周回路１１に送り込まれ、後述する周波数変換器１２
やビット数変換器１３或はデータバスセレクタ１４や内
部同期生成回路１５等が必要とするタイミング信号の生
成に供される。

画像メモリ４に記憶させるデータは、第３図に示したよ
うに、水平方向については、映像信号中の水平同期信号
期間（４，７μｓ）とそのフロントポーチ期間（１，５
μｓ）を除く範囲であり、垂直方向については、垂直同
期信号期間と垂直ブランキング期間を合わせた２ＯＨ分
を除く期間が、画像メモリ４に格納される。このため、
９１０ドツトＸ２６２．５行の画素からなる１画面の映
像データのうち、標本化対象からの除外部分を除いた残
りの８２０ドツトＸ２４２行の画素について、１画素を
８ビツトで量子化した場合に、１９８．４４０バイト分
のデータだけを扱えばよいことになる。ただし、これら
のデータは、後述する周波数変換により５／４倍（＝２
４８，０５０バイト）に増加することになるが、それで
も２５６にバイトの記憶容量をもった画像メモリ４に余
裕をもって格納することができる。

周波数変換器１２は、周波数比でそれぞれ４１５変換と
５／４変換を行う４１５変換回路１６と５／４変換回路
１７を内蔵しており、ＡＤ変換器２から送り込まれるデ
ータは、まず４１５変換回路１６において色副搬送周波
数ｆｓｃの逆数で規定される周期Ｔｓｃを単位に一旦分
解される。そして、４ｆｓｃで標本化された輝度データ
４ケとｆｓｃで標本化された色データ１ケを、５ｆｓｃ
を５分周した信号と比較しながら、輝度データ４ケと色
データ１ケの配列に並び替えて画像メモリ４に出力する
。すなわち、４１５変換回路１６は、輝度データと色デ
ータを５ｆｓｃのリサンプリング周波数で再標本化する
ことにより、映像信号を輝度データ４に対し色データ１
の構成比で周波数変換する。これに対し、５／４変換回
路１７は、４７’５変換回路１６とはちょうど逆の変換
動作を行う。

周波数変換器】２と画像メモリ４の間に介在するビット
数変換器１３は、１行分のデータを記憶できるラインメ
モリを内蔵しており、通常動作時はスルーモードをとる
が、２倍拡大表示時にはラインメモリの読み出しクロッ
グを５ｆｓｃから半分の２．５ｆｓｃに落とし、かつま
た画像メモリ４に送り出す８ビツトデータを上位４ビツ
トと下位４ビツトに分割する一方、画像メモリ４から送
す込まれる上位と下位の４ビツトデータを元の８ビツト
データに合成する。

ところで、画像メモリ４は、２５６ＫＸ４ビツトのメモ
リ素子１８．１９を２個用いて構成してあり、全体とし
て２個で２５６にバイトの記憶容量を有する。そして、
通常の画像処理にあっては２個のメモリ素子１８．１９
に同時に書き込みを行い、また読み出しも同時に行う。

画像メモリ４の出力データは８ビツトであり、スルーモ
ードにあるビット数変換器１３と周波数変換器１２内の
５／４変換回路１７を経由し、さらにデータバスセレク
タ１４において水平と垂直の各内部同期データを合成さ
れ、輝度と色それぞれ８ビツトのデータとしてメモリ制
衛部３からＤＡ変換器５に出力される。

この場合、標本化対象となる映像信号に含まれる同期信
号は使わずに、分周回路１１にて生成された内部同期信
号を輝度データに付加し、一方また映像信号に含まれる
カラーバースト信号については、色データとともに画像
メモリ４から読み出して出力することになるが、標本化
対象となる映像信号に本来備わっていた水平と垂直の両
同期信号を標本化対象から除外しても、正確に位相管理
された内部同期信号であれば、実質的にはまったく等価
な同期付与が可能であり、また色同期に不可欠なカラー
バースト信号については、標本化対象から除外すること
なく、本来備わったままで色データに含めて出力するた
め、正確な色再現性を確保することができる。

ところで、１画面のうち中央部の１／４の領域を縦横２
倍ずつの拡大処理を行う場合、ビット数変換器１３が内
蔵する１行分の記憶容量をもつラインメモリが重要な働
きをする。すなわち、画面中央部の１７２の領域に存在
する垂直カウンタ８の計数値で６０Ｈから１８１Ｈまで
の１２１ラインを、１ラインごとに水平カランタフの計
数値で１８８ｄから５６４ｄまでについて、ラインメモ
リに書き込む。そして、ラインメモリから読み出される
８ビツトデータを、ビット数変換器１３において上位４
ビツトと下位４ビツトに分割し、対のメモリ素子１８．
１９からなる画像メモリ４のうちの一方のメモリ素子１
８に上位４ビツト下位４ビットの順で書き込む。

この場合、ラインメモリからの１行分の読み出しは、５
ｆｓｃの１／２の２．５ｆｓｃのグロック周波数でもっ
て行われ、メモリ素子１８には５ｆｓｃのクロッグ周波
数でもって書き込まれる。

このため、この時点で実質的な２倍拡大写像が完了し、
表示領域が１／２から全域に拡大されることになる。

なお、オーバライドを防止するため、一対のメモリ素子
１８．１９は１フィールドごとに交互にデータの書き込
みと読み出しに振り分けるようにしており、従って一方
のメモリ素子１８に対する１フイ一ルド分のデータの書
き込みが行われている期間は、他方のメモリ素子１９か
らデータの読み出しが行われる。この他方のメモリ素子
１９から読み出されたデータは、ビット数変換器Ｉ３に
おいて上位４ビツトと下位４ビツトが合成され、８ビツ
トデータとして周波数変換器１２に送り出される。この
場合、画像メモリ４から読み出された上位ビットと下位
ビットが合成される段階で、表示面積比で４倍に相当す
る写像がなされ、これにより１画面の１／２の領域につ
いて抽出された画像データを、１画面全体を使って拡大
表示する二とができる。

このように、２倍拡大表示では、１画面のうちの１／２
の領域に関する画像データを、上位ビットと下位ビット
に分けて画像メモリ４に書き込むことで、１画面用に用
意された画像メモリ４のメモリ空間を満遍なく利用した
データ書き込みが可能である。また、表示面積比で１／
４の領域を８ビツトの１／２ずつ２回書き込むため、画
像メモリ４に用意された２４８，０５０バイトの記憶容
量のうち、（１／４）ｘ　（１／２）ｘ２＝１／４だけ
使用すればよい。従って、従来のメモリ制淘方式のごと
く、画面中央部の２倍拡大用として通常表示に必要な記
憶容量をかさ上げしなければならないといったことはな
く、通常表示に必要な記憶容量の画像メモリ４をもって
２倍拡大表示に対応することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、映像信号の水平同期
信号とそのフロントポーチ期間及び垂直同期信号と垂直
ブランキング期間を除外した輝度信号を、色副搬送周波
数の４倍のサンプリング周波数で標本化するとともに、
色信号を色副搬送周波数と同周波数のサンプリング周波
数で標本化し、得られた輝度データと色データを色副搬
送周波数の５倍のリサンプリング周波数で再標本化する
ことにより、輝度データ４に対し色データ１の構成比で
周波数変換し、画像メモリに記憶させるようにしたから
、９１０ドツトＸ２６２．５行の画素数をもった１画面
の映像データのうち、標本化対象からの除外部分を除い
た残りの８２０ドツトＸ２４２行の画素について、１画
素を８ビツトで量子化した場合に、１９８，４４０バイ
トのデータが格納対象となり、これがさらに周波数変換
により５／４倍（−２４８，０５０バイト）に増加する
ことを考慮しても、なおかつ２５６にバイトの記憶容量
をもったＦｆｊ像メモリに格納することができ、従って
フィールドメモリとして２９７にバイトを必要とした従
来のメモリ制御方式に比べ、画像メモリの記憶容量を良
好に節減することができる等の優れた効果を奏する。

また、この発明は、標本化対象となる映像信号に含まれ
る同期信号とは別に内部同期信号を生成し、二の内部同
期信号を前記′＃Ｊ像メモリから読み出された輝度デー
タに付加して出力するとともに、前記映像信号に含まれ
るカラーバースト信号は、色データとともに前記画像メ
モリから読み出して出力することにより、標本化対象と
なる映像信号に本来備わっていた水平と垂直の両同期信
号を標本化対象から除外しても、標本化や画像メモリ／
＼の入・出力過程で必要とされるクロック信号にもとづ
いて位相管理される内部同期信号により、実質的にはま
ったく等価な同期付与が可能でありまた色回期に不可欠
なカラーバースト信号については、標本化対象から除外
することなく、本来備わったままで色データに含めて出
力することにより、正確な色再現性を確保することがで
き、これにより映像信号に含まれる各種同期信号につい
て、画像メモリの記憶容量削減と正確な信号再現性の両
方を考慮して、もつとも適切な形態で取捨選択した処理
が可能である等の効果を奏する。

さらにまた、この発明は、一対のメモリ素子からなる画
像メモリを用い、各メモリ素子を１フィールドごとに交
互にデータの書き込みと読み出しに振り分け、上位ビッ
トと下位ビットに２分割したデータを一方のメモリ素子
に順次書き込むとともに、他方のメモリ素子から順次読
み出される２分割データを上下位ビット合成して出力し
、画像メモリに書き込まれたデータを表示面積比で４倍
に拡大するようにしたから、１画面のうちの１／２の領
域に関する画像データを、上位ビットと下位ビットに分
けて画像メモリに書き込むことで、１画面用に用意され
た画像メモリのメモリ空間を満遍なく利用したデータ書
き込みが可能であり、また画像メモリから読み出された
上位ビットと下位ビットを合成する段階で、表示面積比
で４倍に相当する写像がなされ、これにより１画面の１
／２の領域について抽出された画像データを、１画面全
体を使って拡大表示することができ、また画像メモリの
記憶容量についても、表示面積比で１／４の領域を８ビ
ツトのユ／２である４ビツトずつ２回書き込むことを考
慮すると、あらかじめ用意された２４８，０５０バイト
の記憶容量のうち（１／４）ｘ　（１／２）Ｘ２＝１／
４だけ使用すればよく、従って従来のメモリ制御方式の
ごとく、画面中央部の２倍拡大用として通常表示に必要
な記憶容量をかさ上げしなければならないといったこと
はなく、通常表示に必要な記憶容量の画像メモリをもっ
て対応することができ、さらに画像メモリは一対のメモ
リ素子を１フィールドコトに交斤にデータの書き込みと
読み出しに振り分けるため、読み出しデータを書き込み
データが追い越してしまついわゆるオーバライドを確実
に防止することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のメモリ制御方式を適用した画像処
理システムの一実施例を示す回路構成図、第２図は、第
１図に示したメモリ制御部の回路構成図、第３図は、表
示画面のライン及びドツト構成の一例を示す図である。 １９．７画像処理システム、２．、、ＡＤ変換器、３．
、、メモリ制御部、４．、、画像メモリ５、、、ＤＡ変
換器、６．、、同期分離回路。 １２、、、周波数変換器、１３．、、ビット数変換器、
１４．、、データバスセレクタ、１５．。 、内部同期生成回路、１８，１９．、、メモリ素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号の水平同期信号とそのフロントポーチ期
   間及び垂直同期信号と垂直ブランキング期間を除外した
   輝度信号を、色副搬送周波数の４倍のサンプリング周波
   数で標本化するとともに、色信号を色副搬送周波数と同
   周波数のサンプリング周波数で標本化し、得られた輝度
   データと色データを色副搬送周波数の５倍のリサンプリ
   ング周波数で再標本化することにより、輝度データ４に
   対し色データ１の構成比で周波数変換し、画像メモリに
   記憶させることを特徴とするメモリ制御方式。
2. （２）標本化対象となる映像信号に含まれる同期信号と
   は別に内部同期信号を生成し、この内部同期信号を前記
   画像メモリから読み出された輝度データに付加して出力
   するとともに、前記映像信号に含まれるカラーバースト
   信号は、色データとともに前記画像メモリから読み出し
   て出力することを特徴とする請求項１記載のメモリ制御
   方式。
3. （３）一対のメモリ素子からなる画像メモリを用い、各
   メモリ素子を１フィールドごとに交互にデータの書き込
   みと読み出しに振り分け、上位ビットと下位ビットに２
   分割したデータを一方のメモリ素子に順次書き込むとと
   もに、他方のメモリから順次読み出される２分割データ
   を上下位ビット合成して出力し、画像メモリに書き込ま
   れたデータを表示面積比で４倍に拡大することを特徴と
   する請求項１記載のメモリ制御方式。