JPH0548965A - デジタル特殊効果装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、時間軸で規定されている本来再生
されるべき画像内容と実際に再生される画像内容とを一
致させて特殊効果を施すことを目的とする。 【構成】フィールド単位で画像データが書込まれる画像
メモリ１０３と、画像メモリ１０３に記録されている画
像データを、フィールド単位で規定されている再生時刻
に対応するように読み出す画像データ読み出し、現在再
生しようとしている時刻ｔの画像データと、時刻ｔ−
１，ｔ−２の１フィールド，２フィールド前の画像デー
タと、時刻ｔ＋１の１フィールド後の画像データとから
なる４フィールド分の画像データを取り込み、これら４
フィールド分の画像データから目的の画像信号を生成す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像信号のデジタル
処理により、映像の特定場面にスローモーション効果及
び早送り効果を施す機能を有するデジタル特殊効果装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像の特定場面に、スローモーション等
の特殊効果を施すことが行われている。従来、これらの
特殊効果は、例えばＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）に
より行われていた。しかし、ＶＴＲで特殊効果を施す場
合、再生速度に制限があり、また、画像信号を記録して
から一旦巻き戻さなければ再生することができない。こ
の為、番組制作に制約を与えていた。

【０００３】このような問題点を解決する上で、メモリ
を用いた画像処理装置が有利となる。近年、半導体メモ
リの大容量化に伴い、半導体メモリに画像信号を記録さ
せて画像処理を行うことが比較的容易になってきてい
る。例えば、ＮＴＳＣ方式の画像信号を記録させる場
合、一般に色副搬送波周波数の４倍、１標本点当り８ビ
ットで標本化しているので、１フィールド当り１．５Ｍ
ビット程度の記憶容量を持つメモリによって実現可能で
ある。

【０００４】ところで、上述のような画像処理をテレビ
ジョン放送に関連させるためには、最終的に作成される
画像信号を、現行方式のテレビジョン信号としなければ
ならない。

【０００５】現行方式のテレビジョン信号であるＮＴＳ
Ｃ信号は、２：１の飛び越し走査により１枚の画像が構
成されている。すなわち、１枚の画像を、１回目の垂直
走査で粗く走査し、２回目の垂直走査で１回目の走査線
の間を更に走査している。そして、各垂直走査で得られ
た性質の僅かに異なる２つのフィールドを重ね合わせて
１つのフレーム（１枚の画像）を構成するようにしてい
る。

【０００６】以下、図２を参照し、飛び越し走査の画像
信号をメモリに記録してスローモーション再生を行う場
合について述べる。図２は、メモリに記録された画像信
号と、再生時間を２倍に拡大して再生されたスローモー
ション画像信号とを示している。図２において、記録時
刻ｔ，ｔ＋１，ｔ＋２，…に対する画像内容（フレーム
番号−フィールド番号）をそれぞれ１−１，１−２，２
−１，…で示している。また、各時刻に対応する時間軸
上のフィールド番号をそれぞれフィールド１，フィール
ド２，フィールド１，…で示している。この様に、記録
時には、本来再生されるべき時間軸上のフィールド番号
と実際に再生される画像内容のフィールド番号とが一致
している。

【０００７】ところがスローモーション再生する場合、
時間軸上のフィールド番号１で、画像内容のフィールド
番号２が再生されたり、反対に時間軸上のフィールド番
号２で、画像内容のフィールド番号１が再生される。こ
のように、対応する画像内容がずれてた状態で画像が映
出されると画質劣化が生じる。

【０００８】例えば、再生時の時刻ｔ＋１では、直前の
時刻ｔの画像内容１−１が再生される。従って、飛び越
し走査方式では、同一の画像内容１−１が重なり合って
１枚の画像が再生されることになる。この場合、垂直方
向の解像度が半分に低下してしまう。

【０００９】また、時刻ｔ＋１で映出される画像信号を
処理しない場合、時刻ｔでの画像内容１−１のみを用い
て１枚の画像が再生されてしまう。この場合、画像の重
心位置が、垂直方向に走査線半間隔分だけ移動し、垂直
解像度の低下以上に見辛い画像となってしまう。

【００１０】最近のスローモーション機能を有するＶＴ
Ｒ等の画像処理装置は、フィールド内の信号処理によ
り、フィールド入れ替りによる垂直方向の重心移動を目
立たなくしている装置もある。しかし、対応する画像内
容がずれて、フィールド入れ替わりによる垂直解像度劣
化を防止している装置は実現されていない。一方、垂直
解像度を改善する方法として飛び越し走査を順次走査に
変換する方法がある。

【００１１】以下、図３を参照して述べる。先ず、入力
画像信号を、１フィールド分の遅延量を持つフィールド
メモリ２０３，２０５，２０７を直列に介し遅延時間の
異なる４つの画像信号を得ている。そして、それぞれ２
フィールド分の時間差を持つ画像信号より画像の動き量
を動き検出回路１０７，１０９で検出している。その
後、動き適応処理回路１１７で、現フィールド（時刻
ｔ）の画像信号をフィールド内内挿処理回路１１３で処
理された画像信号と、１フィールド前（時刻ｔ−１）の
画像信号とを、動き検出合成回路１１１で合成された動
き検出信号に基づき混合処理している。飛び越し走査信
号を順次走査信号に変換するには、動き適応処理回路１
１７で得られた補間走査線と、現フィールドの画像信号
とをそれぞれ時間軸圧縮して並び変えることが必要であ
る。これにより順次走査に変換され垂直解像度を改善す
ることができる。

【００１２】しかし、上述の方法でスローモーション再
生信号を順次走査に変換しようとする場合には問題が生
じる。すなわち上記装置は、フィールドメモリを用い
て、連続した４フィールド分の画像データを生成する
が、スローモーション再生信号は、図２で示した様に、
本来再生されるべき画像内容と実際に再生される画像内
容とがずれてフィールド入れ替えが生じている。この
為、スローモーション再生信号をフィールドメモリ２０
３，２０５，２０７に介しても、２フィールド分の画像
データしか生成できない。これは、遅延時間が固定され
ているフィールドメモリを使用しているからである。従
って、スローモーション再生信号が入力された場合は、
順次走査変換に必要な補間走査線を生成することができ
ない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様にスローモー
ション等の特殊効果が施され、標準状態と異なる速度で
再生された画像信号は、本来再生されるべき画像内容
と、実際に再生される画像内容とが時間軸上でずれてい
る。このような状態で画像が映出されると、垂直解像度
等の画質劣化が生じるという問題があった。

【００１４】そこでこの発明は、上記問題点を解決する
為になされたもので、画像の再生速度を変えて映像に特
殊効果を施す場合でも、時間軸で規定されている本来再
生されるべき画像内容と実際に再生される画像内容とを
一致させ、垂直解像度等の画質劣化を起こすことなく画
像を映出させることができるデジタル特殊効果装置を提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるデジタ
ル特殊効果装置は、フィールド単位で画像データが書込
まれる画像メモリと、この画像メモリに記録されている
画像データを、前記フィールド単位で規定されている再
生時刻に対応するように読み出す画像データ読み出し手
段と、この画像データ読み出し手段から読み出された画
像データから目的の画像信号を生成する画像信号生成手
段とを備えたものである。

【００１６】

【作用】上記手段では、画像データをフィールド単位若
しくはフレーム単位で一旦画像メモリに書き込んだの
ち、画像データを読み出すようにしている。この際、再
生速度が変わっても、時間軸上で規定された本来再生さ
れるべき時刻に対応するように画像データを読み出すよ
うにしている。従って、再生速度に関わらず、常に、規
定されている時刻に対応して所定の画像データを得るこ
とができる。これにより、時間軸で画像内容が入れ替わ
ることによる生じる垂直解像度の低下等の画質劣化を防
ぐことができる。

【００１７】

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１８】図１はこの発明に係わるデジタル特殊効果
装置を示している。なお、図２に示した装置と同一部分
には同一符号を付して、ここでは異なる部分を中心に説
明する。

【００１９】入力端子１０１に導入された画像データ
は、画像メモリ１０３の書き込み端に供給される。画像
データは、アドレス発生器１０５の制御に従って書き込
まれる。画像メモリ１０３の各読み出し端からは、それ
ぞれ時刻ｔ＋１，ｔ，ｔ−１，ｔ−２での画像データが
読み出される。

【００２０】ＮＴＳＣ信号を色副搬送波の４倍で標本化
した場合、各標本点間の時間間隔はおよそ７０ｎｓであ
る。半導体メモリを使用した画像記録装置では、高速ア
クセス、小容量メモリよりも、標準速度のアクセス、で
大容量メモリを使用する方が装置を作る上では有利であ
る。従って、画像メモリ１０３は、Ｄ−ＲＡＭ（ダイナ
ミックラム）とする。現在、アクセスのサイクル時間が
２００ｎｓ程度のＤ−ＲＡＭが入手可能である。画像メ
モリ１０３は、書き込み１サイクル、読み出し４サイク
ル、合計５サイクルで１単位のアクセスとなる。従っ
て、１単位アクセス時間は、２００ｎｓ×５＝１ｍｓと
なる。

【００２１】一方、画像データは、７０ｎｓ毎に発生し
ている。このことを考慮すると、１６データの直列／並
列処理が容易である。この場合、例えば、１画素当り８
ビットのデータを１６個、直列／並列変換し、１２８ビ
ットを一括処理して画像メモリに書き込んでいる。そし
て、１２８ビットを一括して読み出し、１６画素分の８
ビットのデータとなるように並列／直列変換して画像デ
ータを得ている。

【００２２】この様に、画像データを一旦画像メモリに
記録させ、任意の順序で読み出しできるので、画像再生
速度に関わらず、常に連続した４つのフィールド分のデ
ータを得ることができる。これにより、本来再生される
べき画像内容と実際に再生される画像内容とを一致させ
ることができる。従って、再生速度を変えて画像信号に
特殊効果を施した場合でも、垂直解像度を劣化させるこ
とがない。また、画像メモリ１０３から読み出される４
フィールド分の画像データに対して、以下に説明する変
換処理を行えば順次走査に変換することができる。

【００２３】すなわち、画像メモリ１０３から読み出さ
れた１フィールド後（時刻ｔ＋１）及び１フィールド前
（時刻ｔ−１）の各画像データを動き検出回路１０７に
入力して画像の動き量を検出する。更に、現フィールド
（時刻ｔ）及び２フィールド前（時刻ｔ−２）の各画像
データを動き検出回路１０９に入力して画像の動き量を
検出する。検出された各動き信号は、それぞれ動き信号
合成回路１１１で合成されたのち、動き適応処理回路１
１５の制御端に供給される。動き適応処理回路１１５の
各入力端には、それぞれ１フィールド前の画像データ
と、フィールド内内挿処理回路１１３で内挿処理された
現フィールドの画像データが供給される。動き適応処理
回路１１５は、動き検出信号に基づき、静画のときは１
フィールド前の画像データを選択し、動画のときは内挿
処理された画像データを選択する。これにより動きに応
じて混合制御された補間画像データが出力端子１１７に
導出される。

【００２４】その後、補間画像データを現フィールドの
画像データとを、それぞれ時間軸圧縮して並び変えるこ
とにより順次走査に変換される。これにより、更に垂直
解像度が改善された再生信号を得ることができる。

【００２５】なお、上記実施例では、飛び越し走査の画
像信号が入力された場合について説明したが、１フレー
ム単位の順次走査信号が入力された場合でも、画像メモ
リの書き込み、読み出しを制御することにより対処でき
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係わるデ
ジタル特殊効果装置によれば、画像の再生速度を変えて
映像に特殊効果を施す場合でも、時間軸で規定されてい
る本来再生されるべき画像内容と実際に再生される画像
内容とを一致させ、垂直解像度等の画質劣化を起こすこ
となく画像を映出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わるデジタル特殊効果装置の位
置実施例を示すブロック回路。

【図２】 スローモーション再生信号を説明する為のタ
イミング図。

【図３】 飛び越し走査−順次走査変換の為の補間走査
線を生成する装置のブロック回路。

【符号の説明】

１０１…入力端子、１０３…画像メモリ、１０５…アド
レス発生器、１０７，１０９…動き検出回路、１１１…
動き検出信号合成回路、１１３…フィールド内内挿処理
回路、１１５…動き適応処理回路、１１７…出力端子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィールド単位で画像データが書込まれ
   る画像メモリと、 この画像メモリに記録されている画像データを、前記フ
   ィールド単位で規定されている再生時刻に対応するよう
   に読み出す画像データ読み出し手段と、 この画像データ読み出し手段から読み出された画像デー
   タから目的の画像信号を生成する画像信号生成手段とを
   具備したことを特徴とするデジタル特殊効果装置。
2. 【請求項２】 前記画像信号生成手段は、前記画像デー
   タ読み出し手段から、現在再生しようとしている時刻の
   画像データと、該時刻の１単位、２単位前及び１単位後
   の画像データとからなる４フィールド分の画像データを
   取り込み、これら４フィールド分の画像データから目的
   とするフレームの補間信号を生成し、順次走査変換に供
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のデジ
   タル特殊効果装置。
3. 【請求項３】 フレーム単位で画像データが書込まれる
   画像メモリと、 この画像メモリに記録されている画像データを、前記フ
   レーム単位で規定されている再生時刻に対応するように
   読み出す画像データ読み出し手段と、 この画像データ読み出し手段から読み出された画像デー
   タから目的の画像信号を生成する画像信号生成手段とを
   具備したことを特徴とするデジタル特殊効果装置。