JPH0443585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、静止画像における中間調や中間色
を、疑似的に容易に再現できるようにした静止画
像の映像信号処理方法及びその装置に関する。

（従来技術） 近年、半導体メモリの普及に伴い、テレビジヨ
ン受像機、ビデオテープレコーダ、ビデオカメラ
などの映像を記憶し、これを静止画像としてモニ
タテレビに映し出したり、プリンタに出力させる
ことが行なわれている。また、この他に、前記記
憶された画像をパーソナルコンピユータなどによ
つて拡大、縮小、あるいは特徴抽出するような画
像処理や画像分析も工業デザインの分野を中心に
発展している。

しかしながら、静止画像を入力映像に対して忠
実に再現しようとすれば、例えば、赤色、緑色、
青色で構成されるカラー画像の場合、各色ごとに
最低４ビツト〜８ビツト（16色〜256色）の分解
能が必要と言われている。このような多量の映像
データを記憶するには大容量のメモリが必要とさ
れるから、半導体メモリが低価格化傾向にあると
いつても、全体としてメモリの価格は相当高価に
なる。また、このようなメモリ容量の増加に伴
い、その周辺回路の規模も大きくなるという問題
も生じる。

一方、入力映像を２値化して静止画像を得る分
野、例えば写真伝送やフアクシミリの分野では、
静止画像を得る手段としていわゆるデイザ法
（DITHER法）がよく知られている。この方法
は、原画像から得られる映像信号を、しきい値の
レベルが段階的に可変される比較器に入力して、
階調の異なる複数の２値化画像を得ている。そし
て、これらの画像を適当に組み合わせて連続的な
階調（濃淡）をもつた一枚の静止画像を得てい
る。

しかしながら、このような方法によると、しき
い値を可変する回路が必要となつて装置が複雑化
するという問題がある。また、前述したような複
数の２値化画像を組み合わせるための処理は、繁
雑であり、リアルタイムでこれを行うことが困難
であるという問題もある。

（発明の目的） 本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであつて、比較的に少ないメモリ容量でもつ
て、入力映像を忠実に再現することができる静止
画像の映像信号処理方法及び装置を提供すること
を目的とする。

また、本発明は、比較的に簡単な構成で静止画
像の階調表現をすることも目的としている。

（発明の構成） 本発明は、このような目的を達成するために、
静止画像の映像信号の平均値レベル付近にクロツ
クパルスを重畳し、このクロツクパルス重畳映像
信号を、前記クロツクパルスの周期よりも短いタ
イミングでサンプリングすることに基づいて、外
部表示装置に与える静止画像の映像信号を得るこ
とを主たる特徴としている。

（実施例） 以下、本発明に係る静止画像の映像信号処理方
法の実施例について説明する。

第１図は前記実施例の説明図である。

同図ａは静止画像の映像信号であり、図中の鎖
線Ａはこの映像信号の平均値レベルを示してい
る。このような映像信号の平均値レベル付近に、
同図ｃに示したように、クロツクパルスを重畳さ
せる。そして、このようにクロツクパルスが重畳
した映像信号を、前記平均値レベルにほぼ等しい
スレツシヨルドレベルを持つたスイツチング素子
に入力すると、同図ｄに示したような２値化信号
を得ることができる。

仮に、クロツクパルスを重畳しない映像信号
を、前記と同じスイツチング素子に入力した場合
に得られる２値化信号を同図ｂに示す。同図より
判るように、前記スレツシヨルドレベルよりも高
いレベルの映像信号部分は明部、低い部分は暗部
になる。一方、クロツクパルスを重畳した同図ｄ
の場合は、明部と暗部との間に、明部と暗部との
細かい繰り返し部分、即ち中間調部分が生じる。
例えば、静止画像が白黒で表示されるときは、前
記中間調部分は灰色表示される。また、入力映像
信号が赤色の色信号である場合には、前記中間調
部分は赤と黒の細かい繰り返しになり、そのため
この中間調部分は赤と黒の中間色である茶色とな
る。このような中間調部分は、前述したように映
像信号に重畳したクロツクパルスに基づくもので
あることは言うまでもない。

したがつて、同図ｄに示した２値化信号を、重
畳したクロツクパルスの周期よりも短いタイミン
グでもつてサンプリングして、これを例えば、１
画面分の記憶容量を備えたメモリに記憶すれば、
中間調の２値化信号を必要によりいつでも取り出
すことができる。

第２図は、本発明方法のその他の実施例の説明
図である。

この実施例では、同図ａに示したように平均値
レベルにクロツクパルスが重畳された映像信号
を、３ビツトのデジタル信号にＡ／Ｄ変換してい
る。同図ｂは、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号を
示している。同図ｃは、前記Ａ／Ｄ変換された信
号を、さらにＤ／Ａ変換したときの信号を示して
いる。一方、第３図はクロツクパルスを重畳しな
い映像信号をＡ／Ｄ変換した場合を示している。

第２図ｃ及び第３図ｃを比較して判るように、
クロツクパルスを重畳したことによる成分が、映
像信号の階調間の段差を埋めており、これにより
中間調や中間色が表示される。このため、静止画
像を映し出した場合、クロツクパルスを重畳した
方が、より原画に近い像を再現することができ
る。言い替えると、クロツクパルスの重畳部分
で、分解能がアツプしたのと等価となる。通常、
分解能をアツプするには、Ａ／Ｄ変換器のビツト
数を増やす必要があるが、この発明によれば、
Ａ／Ｄ変換器のビツト数を特に増やすことなく、
原画の中間調や中間色が再現できる。

次に、第２の発明に係る静止画像の映像信号処
理装置の実施例について説明する。

第４図は前記実施例の構成の概略を示したブロ
ツク図、第５図は第４図に示した疑似階調発生回
路１０の具体的回路図である。

静止画像の映像信号としての輝度信号は、疑似
階調発生回路１０に与えられる。この疑似階調発
生回路１０は、第５図に示すように、静止画像の
輝度信号の平均値レベルにほぼ等しいスレツシヨ
ルドレベルを備えたNPN型のスイツチングトラ
ンジスタTR１を含む。トランジスタTR１のベ
ースには、抵抗Ｒ１とスピードアツプコンデンサ
Ｃ１が並列に接続されている。また、トランジス
タTR１のベースからコレクタに向けて、立ち上
がり改善用のダイオードＤ１が順方向に接続され
ている。また、前記ベースは、抵抗Ｒ２を介して
接地されている。トランジスタTR１のコレクタ
は抵抗Ｒ３を介して直流電圧ライン＋Ｂに接続さ
れており、エミツタは接地されている。さらに、
トランジスタTR１のベースには、直列接続され
た直流素子コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ４を介して
クロツクパルス発生回路１１が接続されている。
このクロツクパルス発生回路１１は、3MHzのク
ロツクパルスを発生する。さらに、このクロツク
パルス発生回路１１には、垂直ドライブ信号が与
えられており、本回路の発振状態が前記垂直ドラ
イブ信号にロツクされるようになつている。

いる。

上述したような疑似階調発生回路１０の出力信
号は、メモリ２０に与えられる。このメモリ２０
は制御部３０によつて制御される。メモリ２０の
記憶内容は、信号変換回路４０を介して映像デー
タとして取り出されて、図示しない外部表示装置
に与えられる。

次に、上述した実施例の作用について説明す
る。

例えば、第１図ａに示したような静止画像の輝
度信号が、トランジスタTR１のベースに与えら
れたとする。

一方、クロツクパルス発生回路１１から出力さ
れた3MHzのクロツクパルスは、抵抗Ｒ４及びコ
ンデンサＣ２を介してトランジスタTR１のベー
スに与えられる。前記コンデンサＣ２の作用によ
りクロツクパルスの直流成分が阻止されるので、
結局、輝度信号に重畳されるクロツクパルスのレ
ベルは、輝度信号のレベルに応じて変化すること
になる。即ち、輝度信号の平均値レベルでは、重
畳されたクロツクパルスの振幅は大きく、輝度信
号の低いレベル及び高いレベルでは、クロツクパ
ルスの振幅は小さくなつている（第１図ｃ参照）。

そして、トランジスタTR１は、輝度信号の平
均値レベルにほぼ等しいスレツシヨルドレベルを
備えているので、トランジスタTR１の出力であ
る輝度信号の２値化信号は、第１図ｄに示したよ
うに中間調部分を有した信号になる。

この２値化信号はメモリ２０に与えられる。メ
モリ２０は、制御部３０により制御されて、輝度
信号に重畳されたクロツクパルスの周期よりも短
いタイミング（本実施例では、28.636MHz）で前
記２値化信号をサンプリングして、１画面分の輝
度信号を記憶する。メモリ２０に記憶された内容
は、制御部３０からの制御信号に基づき、信号変
換回路４０によつてシリアル／パラレル変換され
た後、映像データとして図示しない外部表示装置
としての例えば、パーソナルコンピユータに出力
される。これにより、パーソナルコンピユータの
CRT画面に中間調を有した静止画像が映し出さ
れる。このとき、前述したように、輝度信号に重
畳されるクロツクパルスは、垂直ドライブ信号と
同期しているから、輝度信号とクロツクパルスと
の差ビート成分が生じても、垂直同期でみた場
合、ビート成分が止まつている。したがつて、前
記ビート成分に基づく縞模様がCRT画面上を動
き回るという不快な現象は回避される。

なお、上述の実施例では、輝度信号を２値化す
る場合を例に取つて説明したが、本発明はこれに
限られず、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号などを２値化す
る場合にも適用され得るものである。

次に、第３の発明に係る静止画像の映像信号処
理装置の実施例について説明する。

第６図は前記実施例の構成の概略を示したブロ
ツク図、第７図は第６図に示した実施例における
疑似中間色発生回路７０の具体的な構成を示した
回路図である。

映像信号はデコーダ５０と、同期分離回路６０
とに与えられる。デコーダ５０は同期分離回路６
０からクランプパルスを与えられる。デコーダ５
０は疑似中間色発生回路７０に原色色信号Ｒ、
Ｇ、Ｂを与える。疑似中間色発生回路７０は、前
記色信号の平均値レベル付近にクロツクパルスを
重畳させた信号R′、G′、B′を出力する。

この疑似中間色発生回路７０は、第７図に示す
ような各色信号を入力する３個の直流増幅回路７
１，７２，７３を含む。各直流増幅回路は、各色
信号を個別に入力するPNP型トランジスタTR２
を含む。このトランジスタTR２のエミツタは、
並列接続された抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３を介し
て電源ライン＋Ｂに接続されている。また、その
コレクタは抵抗Ｒ６を介して接地されているとと
もに、次段のNPN型のトランジスタTR３のベ
ースに接続されている。トランジスタTR３のコ
レクタは抵抗Ｒ７を介して電源ライン＋Ｂに接続
されている。また、そのエミツタは抵抗Ｒ４を介
して接地されている。また、前記トランジスタ
TR３のベースには、直列接続された直流阻止コ
ンデンサＣ４と抵抗Ｒ９を介してクロツクパルス
発生回路７４に接続されている。このクロツクパ
ルス発生回路７４には垂直ドライブ信号が入力し
ている。クロツクパルス発生回路７４は、前記垂
直ドライブ信号に同期した3MHzのクロツクパル
スを出力する。また、クロツクパルス発生回路の
出力端子は、可変抵抗VRを介して接地されてい
る。

疑似中間色発生回路７０から出力された信号
R′，G′，B′は、Ａ／Ｄ変換器８１，８２，８３
に個別に与えられる。各Ａ／Ｄ変換器は３ビツト
構成の変換器であつて、その出力信号はメモリ９
１，９２，９３にそれぞれ個別に与えられる。各
メモリは３ビツトの信号を入力することから、１
画面分の記憶容量を備えた画像メモリを深さ方向
に３枚備えている。前記各メモリの出力はＤ／Ａ
変換器１０１，１０２，１０３にそれぞれ個別に
与えられる。そして、各Ｄ／Ａ変換器の出力は、
図示しない外部表示器としての例えば、モニタテ
レビに与えられる。

なお、前記Ａ／Ｄ変換器８１，８２，８３、メ
モリ９１，９２，９３及びＤ／Ａ変換器１０１，
１０２，１０３は、同期分離回路６０から水平・
垂直同期パルスを与えられている制御部１１０に
よつて制御されている。

次に上述した実施例の作用を、第８図に従つて
説明する。

映像信号を入力したデコーダ５０は、同期分離
回路６０からクランクパルスを与えられることに
より、直流成分が再生された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを
出力する。これらの色信号は、疑似中間色発生回
路７０の直流増幅回路７１，７２，７３にそれぞ
れ個別に与えられる。第８図ａは直流増幅回路７
１に与えられるＲ信号Ｓ１を例示的に示してい
る。

一方、クロツクパルス発生回路７４は、第８図
ｅに示すような垂直ドライブ信号Ｓ５を入力する
ことにより、同図ｄに示すような信号Ｓ５にロツ
クされたクロツクパルスＳ４を出力する。このク
ロツクパルスＳ４は、コンデンサＣ４の作用によ
つて直流が阻止されて、トランジスタTR３のベ
ースに入力される。したがつて、トランジスタ
TR３のベースには、第８図ｂに示すような信号
Ｓ２が入力する。この信号Ｓ２がトランジスタ
TR３で反転増幅されることにより、第８図ｃに
おいて示したように入力色信号の平均値レベル付
近にクロツクパルスが重畳したR′，G′，B′信号
Ｓ３が出力される。

なお、重畳するクロツクパルスの振幅が大きす
ぎると、黒レベルルが浮いたり、白レベルが沈ん
だりすることにより、モニタテレビに映し出され
る静止画像が全体的に灰色がかる。そこで、クロ
ツクパルス発生回路７４の出力端子に設けられた
可変抵抗器VRの抵抗値を適宜に調整して、入力
色信号の平均値レベルにのみクロツクパルスが重
畳されるようにすることが望ましい。

クロツクパルスが重畳された各色信号R′，G′，
B′は、Ａ／Ｄ変換器８１，８２，８３に個別に
与えられ、それぞれ３ビツトのデジタル信号に変
換される。このときのサンプリング周波数は、重
畳されたクロツクパルスの周波数（3MHz）より
も高くなるように、制御部１１０によつて制御さ
れる。本実施例におけるサンプリング周波数は、
28.636MHzに設定されている。

デジタル信号に変換された各色信号R′，G′，
B′は、メモリ９１，９２，９３にそれぞれ個別
に与えられる。そして、色信号を構成している３
個のビツトは、それぞれに対応した３個のメモリ
領域９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，……に記憶され
る。

このようにして記憶された色信号は、制御部１
１０からの制御信号によつて読み出されて、Ｄ／
Ａ変換器１０１，１０２，１０３でそれぞれアナ
ログ信号に変換され、図示しないテレビモニタに
出力される。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係る静止画像の映像信
号処理方法は、静止画像の映像信号の平均値レベ
ル付近にクロツクパルスを重畳し、このクロツク
パルス重畳映像信号を、前記クロツクパルスの周
期よりも短いタイミングでサンプリングすること
に基づいて、外部表示装置に静止画像の映像信号
を与えているから、原画像の中間調や中間色を容
易に再現することができる。

第２の発明に係る静止画像の映像信号処理装置
は、静止画像の平均値レベル付近にクロツクパル
スを重畳し、これを２値化するスイツチングトラ
ンジスタなどで構成されるものであり、従来のデ
イザ法による場合のようにスイツチングトランジ
スタのしきい値を可変する必要がないから、原画
像の中間調や中間色を再現できる装置を比較的に
簡単な構成で実現することができる。

また、この発明によればデイザ法による場合の
ように、複数の２値化画像を組み合わせるための
処理をする必要がないから、静止画像の映像信号
をリアルタイムで出力することも可能である。

第３の発明に係る静止画像の映像信号処理装置
は、静止画像の映像信号の平均値レベル付近にク
ロツクパルスを重畳させて直流増幅し、増幅され
た信号を前記クロツクパルスの周期よりも短いタ
イミングでサンプリングしてデジタル信号に変換
して、これを記憶手段に蓄えている。即ち、この
発明はクロツクパルスの重畳によつて、その部分
の分解能を等価的に向上させているので、分解能
を上げるために特にＡ／Ｄ変換器のビツト数の増
加及びそれに伴うメモリ容量の増設の必要がな
い。したがつて、本発明によれば比較的に少ない
メモリ容量でもつて、原画像の中間調や中間色を
再現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例の説明図、第２図
は本発明方法のその他の実施例の説明図、第３図
は前記実施例との比較のために用いられる映像信
号にクロツクパルスを重畳しない場合の説明図、
第４図は第２の発明に係る信号処理装置の構成の
概略を示したブロツク図、第５図は第４図に示し
た疑似階調発生回路の具体的構成図、第６図は第
３の発明に係る信号処理装置の構成の概略を示し
たブロツク図、第７図は第６図に示した疑似中間
色発生回路の具体的構成図、第８図は第７図に示
した回路の動作波形図である。 １０……疑似階調発生回路、１１……クロツク
パルス発生回路、２０……メモリ、３０……制御
部、７０……疑似中間色発生回路、７４……クロ
ツクパルス発生回路、８１〜８３……Ａ／Ｄ変換
器、９１〜９３……メモリ、１０１〜１０３……
Ｄ／Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静止画像の映像信号の平均値レベル付近にク
   ロツクパルスを重畳し、このクロツクパルス重畳
   映像信号を、前記クロツクパルスの周期よりも短
   いタイミングでサンプリングすることに基づい
   て、外部表示装置に与える静止画像の映像信号を
   得ることを特徴とした静止画像の映像信号処理方
   法。 ２ 静止画像の映像信号の平均値レベルにほぼ等
   しいスレツシヨルドレベルを備え、ベース端子に
   前記映像信号と、直流を阻止されたクロツクパル
   スとを与えられるスイツチングトランジスタと、 前記スイツチングトランジスタの出力信号を、
   前記クロツクパルスの周期よりも短いタイミング
   でサンプリングして、これを記憶する記憶手段
   と、 前記記憶手段に記憶された内容を外部表示装置
   へ転送する制御手段とを具備したことを特徴とす
   る静止画像の映像信号処理装置。 ３ 静止画像の映像信号を入力するとともに、直
   流を阻止されたクロツクパルスを入力して、前記
   映像信号の平均値レベル付近に前記クロツクパル
   スを重畳させる直流増幅回路と、 前記直流増幅回路の出力信号を前記クロツクパ
   ルスの周期よりも短いタイミングでサンプリング
   して、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と 前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号を記憶する記憶手
   段と、 前記記憶手段に記憶された映像デジタル信号を
   アナログ信号に変換して外部表示装置に出力する
   Ｄ／Ａ変換器とを具備したことを特徴とする静止
   画像の映像信号処理装置。