JPH04358490A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輝度信号に対して色信
号がサブサンプルされた映像信号のサンプリング周波数
変換に利用する映像信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラービデオ信号は輝度信号と
色信号の組み合わせや、赤信号・緑信号・青信号の組み
合わせとして伝送されるときは、これらの信号を１つに
多重化して伝送される場合（コンポジット信号）と、そ
れぞれ独立に伝送される場合（コンポーネント信号）と
がある。

【０００３】また、人間の目の解像力を調べると、輝度
信号では比較的高域まで伸びているものの、色信号では
比較的帯域が狭い。そこで、カラービデオ信号の伝送帯
域をなるべく狭くするために、コンポーネントディジタ
ルカラービデオ信号では、輝度信号のサンプリング周波
数よりも色信号のサンプリング周波数の方が低く設定さ
れている場合がある。例えば、ＣＣＩＲ勧告６０１号に
示されるコンポーネント信号のサンプリング周波数は、
輝度信号が１３．５ＭＨｚ、色信号が６．７５ＭＨｚに
規定されている。

【０００４】ところで、映像特殊効果装置で用いられる
クロマキー処理では、必要なキー信号を生成するために
、輝度信号と同一のサンプリング周波数の色信号が必要
となる。このようにサンプリング周波数を大きくすると
きに用いる装置として、サンプリング周波数変換装置が
広く知られている。

【０００５】サンプリング周波数変換装置の動作原理に
ついて、図１１を用いて説明する。入力端子１１０１に
は、色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）、色相信号、色飽和度
信号等の色信号が入力される。入力端子１１０１から入
力される色信号は、スイッチ１１０４の片方の入力端子
に接続される。“０”信号発生回路１１０２では、入力
端子１１０１に入力される信号の値“０”に相当する信
号を発生する。“０”信号発生回路１１０２の出力は、
スイッチ１１０４の他の入力端子に接続される。切り換
えタイミング発生回路１１０３では、スイッチ１１０４
を切り換えるためのコントロール信号を発生する。コン
トロール信号は、サンプリング周波数変換装置の出力サ
ンプリング周期に合わせて発生する。入力端子１１０１
にサンプリングデータが入力されているタイミングでは
、スイッチ１１０４が入力端子１１０１の信号を選択す
るようにコントロール信号が発生する。そのほかのサン
プリングタイミングでは、スイッチ１１０４が“０”信
号発生回路１１０２の出力信号を選択するようにコント
ロール信号が発生する。スイッチ１１０４の出力はロー
パスフィルタ１１０５に入力される。ローパスフィルタ
１１０５では、入力端子１１０１に入力される色信号の
信号帯域を通過させ、色信号の信号帯域より高い周波数
の成分を遮断する処理が行なわれる。ローパスフィルタ
１１０５の出力は、出力端子１１０６に接続される。

【０００６】次に上記サンプリング周波数変換装置での
処理の例を図１２〜図１５を用いて説明する。ここでは
、サンプリング周波数を２倍にする場合の例を示す。 すなわち、輝度信号のサンプリング周波数が色信号のサ
ンプリング周波数の２倍である場合の例である。図１２
は図１１の入力端子１１０１に入力される色信号の例で
ある。図１３は図１１の“０”信号発生回路１１０２の
出力信号である。図１４は図１１のスイッチ１１０４の
出力信号であり、図１２の信号とず１３の信号を１サン
プリングタイミング毎に切り換えたものである。そして
、図１４に示すスイッチ１１０４の出力信号は、ローパ
スフィルタ１１０５によって図１５に示す信号になる。 したがって、図１５は上記サンプリング周波数変換器の
出力信号である。

【０００７】このように、上記従来のサンプリング周波
数変換装置でも、色信号のサンプリング周波数を輝度信
号のサンプリング周波数と一致させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のサンプリング周波数変換装置では、色信号のエッジ
部分がぼけてしまうという問題があった。この様子を図
１６〜図１８を用いて説明する。図１６は入力されるカ
ラービデオ信号と、輝度信号のサンプル点の位置を２次
元平面上に示した図である。なお、色信号のサンプル点
は、図中のａ，ｃ，ｅ，ｇである。この図では、サンプ
ル点ｃとｄの間で、入力信号が大きく変化している。図
１６の画像から得られる色信号が図１７である。この信
号を上記サンプリング周波数変換装置に入力して得られ
る出力信号が図１８である。

【０００９】このように、上記サンプリング周波数変換
装置では、画像のエッジ部分にあたるサンプル点ｄがぼ
けてしまうことがあった。これは、入力された色信号の
サンプル間に、新たなサンプルを生成するための処理、
すなわち補間処理に単純なローパスフィルタを使用して
いるためである。

【００１０】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、画像のエッジ部分をぼかすことなく、色
信号のサンプリング周波数を変換することのできる優れ
た映像信号処理装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、カラービデオ信号においては一般に輝度
信号と色信号の間に相関がある性質を利用して、輝度信
号により色信号の補間処理方式を決定するための処理判
定回路と、適応的に色信号の補間方式を変える補間回路
とを設け、映像のエッジ部分をぼかすことなく、色信号
のサンプリング周波数を変換するようにしたものである
。

【００１２】本発明はまた、上記構成にエッジ強調回路
を設け、エッジ部分の輝度変化が小さい画像に対しても
、画像のエッジ部分をぼかすことなく、色信号のサンプ
リング周波数を変換するようにしたものである。

【００１３】

【作用】したがって、本発明によれば、上記構成により
、エッジ部分をぼかすことなく、色信号のサンプリング
周波数を輝度信号のサンプリング周波数と一致させるこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係わる映像信号処理装置の第１の
実施例の構成を示すものである。

【００１５】図１において、１０１は輝度信号入力端子
であり、処理判定回路１０２に接続されている。１０３
は色信号入力端子であり、補間回路１０４に接続されて
いる。処理判定回路１０２の出力は、補間回路１０４に
接続されている。補間回路１０４の出力は、出力端子１
０５に接続されている。

【００１６】次に上記第１の実施例の動作について、図
２から図４を参照しながら説明する。図２は輝度信号入
力端子１０１に入力される信号である。図３は色信号入
力端子１０３に入力される信号である。図４はこの第１
の実施例における出力信号である。

【００１７】処理判定回路１０２では、入力される輝度
信号に応じて、色信号の補間処理方法を判定する。判定
は次のように行なわれる。

【００１８】まず、補間画素が色信号入力端子１０３に
おいてサンプルが存在していたタイミングの場合、すな
わち図３のａ，ｃ，ｅ，ｇの時刻では、輝度信号によら
ずに判定結果をＡとする。これは、補間処理として入力
値をそのまま出力することを意味する。

【００１９】次ぎに、補間画素が色信号入力端子１０３
においてサンプルが存在しなかったタイミングの場合、
すなわち図３のｂ，ｄ，ｆの時刻では、色信号の補間画
素と同タイミングの輝度信号と、その近傍のタイミング
の輝度信号の関係から判定を行なう。ここではサンプル
ｄの時刻での補間処理を考える。このとき、ｃ，ｄ，ｅ
の時刻での輝度値を、それぞれＹｃ，Ｙｄ，Ｙｅとする
。そして、あらかじめ閾値Ｔｈを設定しておき、以下の
条件で判定を行なう。

【００２０】１）　　｜Ｙｃ−Ｙｄ｜　　＜　　Ｔｈ　
　かつ｜Ｙｅ−Ｙｄ｜　　＜　　Ｔｈ　　のときは、判
定結果をＢとする。 ２）　　｜Ｙｃ−Ｙｄ｜　　＜　　Ｔｈ　　かつ｜Ｙｅ
−Ｙｄ｜　　≧　　Ｔｈ　　のときは、判定結果をＣと
する。 ３）　　｜Ｙｃ−Ｙｄ｜　　≧　　Ｔｈ　　かつ｜Ｙｅ
−Ｙｄ｜　　＜　　Ｔｈ　　のときは、判定結果をＤと
する。 ４）　　｜Ｙｃ−Ｙｄ｜　　≧　　Ｔｈ　　かつ｜Ｙｅ
−Ｙｄ｜　　≧　　Ｔｈ　　のときは、判定結果をＢと
する。

【００２１】ここで、判定結果Ｂは、補間処理として前
後の中間値を取ることを意味する。判定結果Ｃは、補間
処理として１サンプル前の値を取ることを意味する。判
定結果Ｄは、補間処理として１サンプル後の値を取るこ
とを意味する。

【００２２】補間回路１０４では、上記処理判定回路１
０２の判定結果に基づいて補間処理を行なう。ここでは
、サンプルｃとサンプルｄの時刻での補間処理を考える
。このとき、ｃ，ｅの時刻での色信号値をそれぞれＣｃ
，Ｃｅとする。サンプルｃの時刻での補間処理では、処
理判定回路１０２の判定結果は必ずＡとなる。このとき
、補間回路１０４の出力Ｃｃ’は、 Ｃｃ’＝Ｃｃ とする。また、サンプルｄの時刻での補間処理では、処
理判定回路１０２の判定結果は、Ｂ，Ｃ，Ｄの何れかに
なる。補間回路１０４の出力Ｃｄ’は、判定結果がＢの
とき、 Ｃｄ’＝（Ｃｃ＋Ｃｅ）／２ とし、判定結果がＣのとき、 Ｃｄ’＝Ｃｃ とし、判定結果がＤのとき、 Ｃｄ’＝Ｃｅ とする。図３の例では、閾値Ｔｈを適切な値にすること
で、判定結果はＤとなる。

【００２３】以上により、出力端子１０５におけるサン
プリング周波数を変換された色信号は、図４のようにな
る。この図４から明らかなように、画像のエッジ部分に
当たると考えられるサンプルｃとサンプルｄの間で、色
信号がぼけることなくサンプリング周波数が変換される
ことがわかる。

【００２４】このように、上記第１の実施例によれば、
色信号よりも細かい情報を持つ輝度信号の情報を処理判
定回路１０２によって取り出し、その結果に応じて色信
号の補間処理方法を補間回路１０４で変えることにより
、画像のエッジをぼかすことなく、色信号のサンプリン
グ周波数を輝度信号のサンプリング周波数に一致させる
ことができる。

【００２５】図５は本発明に係わる映像信号処理装置の
第２の実施例の構成を示すものである。図５において、
５０１は輝度信号入力端子であり、エッジ強調回路５０
２に接続されている。エッジ強調回路５０２の出力は、
処理判定回路５０３に接続されている。処理判定回路５
０３の出力は補間回路５０５に接続されている。５０４
は色信号入力端子であり、補間回路５０５に接続されて
いる。補間回路５０５は出力は、出力端子５０６に接続
されている。

【００２６】次に上記第２の実施例の動作について、図
６から図９を参照しながら説明する。図６は輝度信号入
力端子５０１に入力される信号である。図７は色信号入
力端子５０４に入力される信号である。図８はエッジ強
調回路５０２の出力信号である。図９は第２の実施例に
おける出力信号である。

【００２７】エッジ強調回路５０２では、輝度信号入力
端子５０１に入力された信号のエッジ部分を強調する処
理が行なわれる。エッジ強調回路５０２の一例を図１０
に示す。図１０において、１００１および１００２は１
サンプル遅延器、１００３および１００５は（−１）倍
乗算器、１００４は３倍乗算器、１００６は加算器であ
る。

【００２８】図１０に示す構成は、一般にラプラシアン
フィルタと呼ばれるものであり、エッジ強調効果がある
。例として、図６に示すような輝度信号が図１０に示す
エッジ強調回路に入力されたとする。すると図８に示す
ような信号が出力される。図６と図８を比較すると、エ
ッジ部分に相当するサンプルｃとサンプルｄが強調され
ていることがわかる。

【００２９】なお、この第２の実施例における処理判定
回路５０３、補間回路５０５の動作は、第１の実施例に
おけるそれと同様である。

【００３０】このように上記第２の実施例によれば、エ
ッジ強調回路５０２によって輝度信号のエッジ部分が強
調されるので、エッジ部分の輝度信号の変化が小さい画
像に対しても、処理判定回路５０３での有効な閾値の設
定が容易になり、正確な補間処理が行なわれるという効
果を有する。

【００３１】なお、上記第１および第２の実施例では、
処理判定回路１０２および５０３は、輝度信号の３サン
プルからの判定を行なっているが、さらに多くのサンプ
ル点から判定を行なってもよい。また、処理判定回路１
０２および５０３は、４通りの判定を行なうが、判定式
を変えることによって判定の種類を変えてもよい。さら
に、処理判定回路１０２および５０３は、固定された閾
値による判定を行なっているが、閾値は外部からコント
ロールしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、輝度信号の情報を用いて色信号を補間することによ
り、エッジをぼかすことなく、色信号のサンプリング周
波数を変換することができるという効果を有する。

【００３３】本発明はまた、輝度信号をエッジ強調処理
することによって、エッジ部分の輝度信号の変化が小さ
い画像に対しても、正確な補間処理を行なうことができ
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における映像信号処理装
置の概略ブロック図

【図２】第１の実施例における入力輝度信号の例を示す
図

【図３】第１の実施例における入力色信号の例を示す図

【図４】第１の実施例における出力信号の例を示す図

【
図５】本発明の第２の実施例における映像信号処理装置
の概略ブロック図

【図６】第２の実施例における入力輝度信号の例を示す
図

【図７】第２の実施例における入力色信号の例を示す図

【図８】第２の実施例におけるエッジ強調回路の出力信
号の例を示す図

【図９】第２の実施例における出力信号の例を示す図

【
図１０】第２の実施例におけるエッジ強調回路の一具体
例を示す概略ブロック図

【図１１】従来のサンプリング周波数変換装置の一例を
示す概略ブロック図

【図１２】従来例における入力色信号の例を示す図

【図
１３】従来例における“０”信号発生回路の出力信号の
例を示す図

【図１４】従来例における切り換えスイッチの出力信号
の例を示す図

【図１５】従来例における出力信号の例を示す図

【図１
６】従来例における入力画像信号の例を示す図

【図１７
】従来例における入力色信号の例を示す図

【図１８】従
来例における出力信号の例を示す図

【符号の説明】

１０１　　輝度信号入力端子 １０２　　処理判定回路 １０３　　色信号入力端子 １０４　　補間回路 １０５　　出力端子 ５０１　　輝度信号入力端子 ５０２　　エッジ強調回路 ５０３　　処理判定回路 ５０４　　色信号入力端子 ５０５　　補間回路 ５０６　　出力端子 １００１　　１サンプル遅延器 １００２　　１サンプル遅延器 １００３　　（−１）倍乗算器 １００４　　３倍乗算器 １００５　　（−１）倍乗算器 １００６　　加算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　色信号のサンプリング周波数を輝度信
   号のサンプリング周波数と同一にするための補間回路と
   、前記輝度信号から前記色信号の補間処理方式を決定す
   るための処理判定回路とを備え、前記処理判定回路の判
   定結果によって前記補間回路での補間処理方式を適応制
   御することにより、サンプリング周波数の異なる輝度信
   号と色信号とのサンプリング周波数を同一にするように
   した映像信号処理装置。
2. 【請求項２】　　前記輝度信号のエッジ部分を強調する
   ためのエッジ強調回路を備えた請求項１記載の映像信号
   処理装置。