JPH0583725A - デジタル色差信号の変調方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デジタルカラ−エンコ−ダに採用されて好適
なデジタル色差信号の変調方式を提供する。 【構成】 撮像素子１に入来した光学画像を光電変換
し、この信号は撮像素子の水平方向の画素数に起因し
て、Ａ／Ｄ変換回路１２により色副搬送波の４倍ではな
い標本化周波数で標本化する。この標本化された信号は
プロセス回路１３で輝度信号と色差信号のプロセス処理
をする。そして、このデ−タを標本化周波数変換回路１
４ａ，ｂによりデ−タ補間等の処理をして４倍の色副搬
送波周波数に変換し、エンコ−ダ４において平衡変調し
た変調色信号を生成する。これにより、エンコ−ダの回
路規模の縮小化を図ると共に、汎用性のある標本化周波
数変換回路を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン信号のデ
ジタル色差信号の変調方式に関し、特に、デジタルカラ
−エンコ−ダに使用されて好適な方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、デジタルカラ−エンコ−ダが使
用されているごく一般的なカメラ一体型の記録再生装置
内の信号処理系を示すもので、固体撮像素子１に入来し
た光学画像は、ここで、光電変換され、Ａ／Ｄ（アナロ
グ／デジタル）変換器２において３ｆｓｃ（ｆｓｃ：色
副搬送波周波数）又は４ｆｓｃの標本化周波数でデジタ
ル信号に変換される。このデジタル化された信号はプロ
セス回路系３で輝度信号と色信号とに分離されたり、マ
トリクス処理等が行われて二つの色差信号とされてエン
コ−ダ４に供給され、ここで平衡変調されて例えばＮＴ
ＳＣ方式の色信号とされる構成となっている。（特開昭
50-114123 号、特公昭58-715号等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、固体撮像素
子を用いたカメラは、画素数に応じて駆動周波数が変わ
り、デジタルで信号処理をする場合、この駆動周波数と
同じ周波数で標本化が行われる。この標本化周波数は、
特に、変調時のエンコ−ダの回路構成に影響を及ぼすこ
とになり、標本化周波数によっては、変調時に演算する
ための乗算器、加算器等を多数用意しなければならず、
回路構成が非常に複雑となる場合が生じる。この場合に
は、標本化周波数をｆｓｃの整数倍とした方がより簡略
化された回路構成となり得る。特に、なかでも４ｆｓｃ
の標本化周波数で行う場合が、最も簡略化された構成回
路となる。この場合、水平方向の画素数が９１０の固体
撮像素子を用いれば、標本化周波数が４ｆｓｃとなり、
簡略化された構成となし得るが、画素数が多くなり、そ
れだけ高価なものとなってしまう。

【０００４】最近では水平方向の画素数が６０６、８０
８、８５８の固体撮像素子が多く出回っており、このよ
うな画素数のものを使用すれば、それだけ安価になる
が、前記したようにｆｓｃの整数倍の標本化周波数とは
ならず、極めて複雑な回路構成となっていまう。例え
ば、水平方向の画素数が６０６の場合には、標本化周波
数が６０６／９１０ｆｓｃ＝３０３／４５５ｆｓｃとな
り、色副搬送波の整数倍の周波数とはならず、色副搬送
波の４５５周期の間に３０３個のポイントのそれぞれに
ついて、係数を求めなければならず、それに対応した乗
算器等の演算器を用意しなければならない。

【０００５】従って、標本化周波数がｆｓｃの整数倍の
ときはエンコ−ダの回路構成を簡略化できるが、それ以
外の標本化周波数による場合には、標本化点の位相が極
端に増加するため、それだけ乗算、加算等の演算処理が
増え、回路が複雑となってしまう。また、種々の標本化
周波数に対応するためには、それぞれに対応した回路が
必要となり、汎用性のないものとなってしまう、という
問題点があった。そこで、本発明が解決しようとする課
題は前記問題点を解決することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る方式は、以
上のような課題を解決するものであり、以下の１）及び
２）の構成より成る。即ち、 １）デジタル化された二つの色差信号を平衡変調して変
調色信号として生成するデジタル色差信号の変調方式に
おいて、色副搬送波の４倍を除く標本化周波数で標本化
された二つの色差信号を標本化周波数変換手段により４
倍の色副搬送波周波数に変換し、これら二つの色差信号
を、エンコ−ド手段により４つに分割し、色副搬送波の
位相に応じて演算処理をして変調色信号として生成する
ことを特徴とするデジタル色差信号の変調方式。 ２） 請求項１記載の標本化周波数変換手段において、
第１の標本点列として標本化された色差信号の各標本点
を、線形補間により２n （ｎ：整数）倍して第２の標本
点列を形成し、前記色差信号を４倍の色副搬送波で標本
化した時の各標本点の列を第３の標本点列とした際に、
前記第２の標本点列の各標本点の内、前記第３の標本点
列の各々の標本点に最も近い位置にある値を、第３の標
本点列の各標本点の値とすることにより、標本化周波数
を変換するようにしたことを特徴とするデジタル色差信
号の変調方式。

【０００７】

【作用】色副搬送波の４倍を除く標本化周波数で標本化
された二つの色差信号を、標本化周波数変換手段により
４倍の色副搬送波周波数に変換し、エンコ−ド手段によ
り平衡変調して変調色信号を生成する。その標本化周波
数変換手段においては、色差信号の第１の標本点列の各
標本点を、線形補間により２n （ｎ：整数）倍して第２
の標本点列を形成する。そして、色差信号を４倍の色副
搬送波で標本化した時の各標本点の列を第３の標本点列
とした際に、第２の標本点列の各標本点の内、第３の標
本点列の各々の標本点に最も近い位置にある値を、第３
の標本点列の各標本点の値として採用する。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例につき、図面を用いて詳述
する。図１は本発明が採用される撮像装置内の信号処理
系の概略ブロック図で、この信号処理系の概略構成につ
き説明する。同図において、１１は固体撮像素子で、例
えば水平方向に６０６の画素が配置されたものが用いら
れている。被写体からの撮像光は、この固体撮像素子１
１において光電変換され、この画素数に応じた６０６ｆ
ｈ（ｆｈ：水平同期周波数）の駆動用クロックパルスに
より順次画像信号が取り出される。この取り出された画
像信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路１２
により、アナログ信号がデジタル信号に変換される。

【０００９】このデジタル化された信号は、次段のプロ
セス回路１３において輝度信号と色信号とに分離され、
輝度信号はカメラプロセス信号処理が行われて出力され
ると共に、色信号は、このプロセス回路１３内の色信号
処理系において色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）とされる。
また、この色信号は、その帯域が５００ＫＨＺ〜１．５
ＭＨＺの帯域が確保されていれば充分であることから、
この色信号処理系において、標本化デ−タが間引かれ、
標本化周波数が駆動周波数（６０６ｆｈ）の１／２（３
０３ｆｈ：約４、８ＭＨＺ）とされ、回路の簡略及び省
電力化が図かられている。

【００１０】そして、これら色差信号は本願方式を達成
するための要部構成部となる標本化周波数変換回路１４
ａ，ｂにそれぞれ供給される。これら変換回路１４ａ，
ｂのそれぞれにおいては、後述するように標本化された
色差信号の各サンプル点間に３つのデ−タを補間して、
標本化周波数を４×３０３ｆｈに引き上げ、これら補間
された各サンプルのデ−タの内、４ｆｓｃの各サンプリ
ング点に最も近いデ−タを４ｆｓｃの各サンプルリング
点のデ−タとして採用し、実質上４ｆｓｃでサンプリグ
したのと同等の色差信号を得るようにしている。そし
て、これらの色差信号は次段のエンコ−ダ１５に供給さ
れ、ここで、色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙとが変調されて色
信号として出力される構成となっている。

【００１１】以下、更に本発明の詳細につき説明する。
図２は各標本化周波数とサンプリング点の関係を示す図
で、Ａ／Ｄ変換器１２からは図２（ｂ）に示すようなタ
イミングでサンプリング（１２１２／４５５×ｆｓｃ：
６０６ｆｈでサンプリング）されたデ−タが出力され、
このデ−タは途中、プロセス回路１３内で輝度信号が除
去さる。この輝度信号が除去された色信号は、更に色信
号系でデ−タが間引かれ、図２（ｃ）の黒丸で示すタイ
ミングでサンプリング（３０３ｆｈでサンプリング）さ
れたデ−タとされる。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…は順次サン
プリングされる色差信号を示す。

【００１２】ここで、これらのデ−タは、次にサンプリ
ングされるデ−タとの間でそれぞれ３つのデ−タ補間
（△印で示すデ−タ）が行われる。例えば、デ−タＡと
デ−タＢとの間では、デ−タ（３Ａ＋Ｂ）／４と、デ−
タ（Ａ＋Ｂ）／２と、デ−タ（Ａ＋３Ｂ）／４とが順次
補間される。以後同様に、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…の各デ−タ
間においてもそれぞれデ−タ補間が行われる。更に、こ
れらのデ−タの内、標本化周波数４ｆｓｃの各サンプリ
ング点に最も近いデ−タが、標本化周波数４ｆｓｃのサ
ンプリングデ−タとして採用されることになる。図２
（ａ）は、標本化周波数４ｆｓｃのサンプリング点を示
すもので、標本化周波数３０３ｆｈでのサンプリングデ
−タの内、標本化周波数４ｆｓｃにおける第１番目のサ
ンプルリング点に最も近いデ−タは、デ−タＡであり、
このデ−タが標本化周波数４ｆｓｃの第１番目のサンプ
リング点のデ−タとして採用される。続く第２番目のサ
ンプリング点のデ−タとしては、デ−タ（３Ａ＋Ｂ）／
４が最も近く、第３番目のサンプル点のデ−タとして
は、デ−タ（Ａ＋３Ｂ）／４が最も近い。そして、第４
番目のサンプルリング点のデ−タとしては、デ−タＢが
最も近いことになる。以後このようにして標本化周波数
３０３ｆｈでの各サンプリングデ−タの内、標本化周波
数４ｆｓｃの各サンプリング点に最も近いデ−タが標本
化周波数４ｆｓｃのデ−タとして採用されるようになっ
ている。

【００１３】次ぎに、図３及び図４を使用して、この標
本化周波数変換回路１４ａ，ｂの具体的構成並びに動作
説明をする。図３は標本化周波数変換回路１４ａの回路
構成図、図４はその回路内のタイミングチャ−トであ
る。なお、標本化周波数変換回路１４ｂは標本化周波数
変換回路１４ａと同一構成であるため、説明を省略す
る。 入力端子２０からは、標本化周波数３０３ｆｈで
サンプリングされた色差信号Ｒ−Ｙが入来する。例え
ば、この信号は図４（ｆ）に示すようにデ−タＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ…として順次入来するものである。入来
デ−タＡは、Ｄ型フリップフロップ（以下単にＤＦＦと
称す。）１のデ−タ入力端子Ｄより入力され、他端側の
入力端子には、入力端子から図４（ａ）に示す６０６ｆ
ｈのクロックパルスが供給されて、デ−タＡがラッチさ
れ、次段のＤＦＦ２のデ−タ入力端子Ｄに供給される。
同時に、このＤＦＦ２の他端側の入力端子からも前記ク
ロックパルスが供給されおり、このデ−タＡは、２クロ
ック分遅延されてＤＦＦ２より出力される。このデ−タ
Ａは、加算器２１及び２２にそれぞれ供給されると共
に、ＤＦＦ４及びＤＦＦ８のデ−タ入力端子より入力れ
る。この時、加算器２１の一方側にはデ−タＢが入来し
ており、ここでデ−タＡとデ−タＢとが加算される。こ
の加算されたデ−タは、次段の１／２乗算器２３におい
て乗算されて、ＤＦＦ６及びＤＦＦ１０のデ−タ入力端
子にそれぞれ供給されると共に、加算器２２及び２５の
それぞれに供給される。

【００１４】加算器２２においては、デ−タ（Ａ＋Ｂ）
／２とデ−タＡとが加算されて、このデ−タが次段の１
／２乗算器２４においてデ−タ（３Ａ＋Ｂ）／４とされ
て、ＤＦＦ５及びＤＦＦ９のデ−タ入力端子Ｄにそれぞ
れ供給される。また、一方、加算器２５においては、そ
の一方側にデ−タＢが供給されており、ここで、このデ
−タＢとデ−タ（Ａ＋Ｂ）／２とが加算される。この加
算されたデ−タは次段の１／２乗算器２６において乗算
されてデ−タ（Ａ＋３Ｂ）／４とされ、ＤＦＦ７及びＤ
ＦＦ１１のデ−タ入力端子よりそれぞれ入力される。以
降順次入来するデ−タＢ，Ｃ…についても同様に行われ
る。

【００１５】ここで、４分周器２７の一端側には６０６
ｆｈのクロックパルスが供給されており、他端側の入力
端子Ｒには、入力端子２８から水平同期期間毎にリセッ
トパルスが入来する。入来したクロックパルスは、ここ
で、４分周され、図４（ｂ）〜（ｅ）に示すようなタイ
ミングのラッチパルス〜として生成される。ラッチ
パルスはＤＦＦ４及びＤＦＦ５のラッチ入力に入力さ
れ、そして、これらのデ−タ入力Ｄ側からは図４
（ｇ），（ｈ）で示すデ−タＡ及びデ−タ（３Ａ＋Ｂ）
／４を立ち上りよりラッチし、次ぎの立ち上り期間まで
ラッチする。ラッチパルスは、デ−タ（Ａ＋Ｂ）／２
及びデ−タ（Ａ＋３Ｂ）／４をラッチし、ラッチパルス
はこのタイミング時に入来するデ−タＢ及びデ−タ
（３Ｂ＋Ｃ）／４をラッチする。そして、ラッチパルス
はデ−タ（Ｂ＋Ｃ）／２及びデ−タ（Ｂ＋３Ｃ）／４
をそれぞれラッチする。更に、ラッチされたこれらのデ
−タは、順次セレクタ２９に供給される。

【００１６】次に、これらのデ−タの切り換え及びデ−
タの補間方法につき表１を併せ参照して説明する。表１
はデコ−ダ３０内で行われる換算処理を説明するための
換算表である。

【００１７】

【表１】

【００１８】同表において、［標本化周波数３０３ｆｈ
時のデ−タの位置］の欄に示す数字は、サンプリングデ
−タのデ−タ位置を示すもので、例えば図２（ｃ）で示
すように、デ−タＡの位置は［０］、デ−タ［（３Ａ＋
Ｂ）／４］の位置は［１］、デ−タ［（Ａ＋Ｂ）／２］
の位置は［２］……と順次［１２１１］まで定めてい
る。［標本化周波数４ｆｓｃ時のサンプリング位置］の
欄には、図２（ｃ）に示すデ−タをどのサンプルリング
位置のデ−タとして採用するかのサンプリング位置を示
し、１／９１０間隔毎に順次［１］より［９１０］の数
字で定めている。また、［加算結果］の欄において示さ
れる数字は、図２（ａ）で示す一区間のデ−タ間隔［１
２１２／９１０＝１．３３］を順次加算した場合の各数
値である。このデ−タ間隔［１．３３］は、図２（ｃ）
に示す各デ−タの一つのデ−タ間隔を［１］とした場合
のデ−タ間隔である。

【００１９】例えば、表１の最上段においては、［標本
化周波数４ｆｓｃ時のサンプリング位置］が［１］、
［加算結果］が［０］、［標本化周波数３０３ｆｈ時の
デ−タの位置］が［０］というように示されている。こ
れは、標本化周波数３０３ｆｈでサンプリングしたデ−
タの内、［０］位置のデ−タ（デ−タＡ）を、標本化周
波数４ｆｓｃのサンプリング位置［１］のデ−タとして
採用することを意味する。また、最上段より２段目の欄
では、加算結果が［１．３３］となるが、標本化周波数
３０３ｆｈ時のサンプリングデ−タとしては、デ−タ位
置［１］のデ−タを採用することになる。これは、当然
のことながデ−タ［１．３３］が、デ−タ位置［２］に
比べ、デ−タ位置［１］の方により近く、こちらのデ−
タを、標本化周波数４ｆｓｃでサンプリングした場合の
サンプリング位置［２］のデ−タとして採用することを
意味する。

【００２０】再び図３において、ＤＦＦ３のリセット入
力Ｒには水平同期期間に応じて入力端子２８よりリセッ
トパルスが入来すると共に、クロック入力には入力端子
３０から図４（Ｐ）で示す４ｆｓｃのクロックパルスが
入来する。このクロックパルスの立ち上がりの入来時点
においては、このＤＦＦ３のデ−タ入力Ｄからの入力信
号はなく、このＤＦＦ３からはデ−タ［０］が出力され
る。このデ−タ［０］は次段のデコ−ダ３２に供給さ
れ、ここで、既述した換算処理が実行されてサンプリン
グ位置［０］のデ−タを採用するための切り換え信号が
セレクタ２９に供給される。これによりセレクタ２９が
接点１に切り換えられてデ−タＡをＤＦＦ１２のデ−タ
入力Ｄに供給する。

【００２１】続いて、係数［１．３３］が加算器３１を
通じてＤＦＦ３のデ−タ入力Ｄに供給され、順次入来す
るクロックパルスの立ち上がりでラッチされ、加算器３
３に帰還されると共にデコ−ダ３２に供給される。この
デコ−ダ３２では四捨五入されて係数［１］として換算
され、この信号に基づく切り換え信号がセレクタ２９に
供給される。これに基づきセレクタ２９が接点２に切り
換えられてデ−タ（３Ａ＋Ｂ）／４をＤＦＦ１２のデ−
タ入力Ｄに供給する。一方、前記加算器３３に帰還され
た係数［１．３３］は、ここで、次ぎに入来する係数
［１．３３］と加算されて係数［２．６６］とされる。
そして、この係数がＤＦＦ３を通じてデコ−ダ３２に供
給され、ここで、四捨五入されて［３］とされて、これ
に基づく切り換え信号がセレクタ２９に供給される。こ
れによりセレクタ２９が接点４に切り換えられてデ−タ
（Ａ＋３Ｂ）／４をＤＦＦ１２のデ−タ入力Ｄに供給す
る。このようにして前記係数［１．３３］が加算器３３
において［１２１０．６７］まで順次加算され、これに
基づきセレクタ２９の各接点がデ−タの入来位置に応じ
て順次巡回的に切り換えられ、１水平走査期間分に相当
する９１０個分のデ−タがセレクタ２９より取り出され
ることになる。そして次ぎの水平同期期間には、入力端
子２８から再びリセット信号が入来して前述と同様の動
作を繰り返す。

【００２２】図５はエンコ−ダ１５のブロック図で、標
本化周波数変換回路１４ａ，ｂより出力された色差信号
Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙは、入力端子１５ａ，ｂからそれぞれ
入来する。接点１には色差信号Ｒ−Ｙ、接点２には色差
信号Ｂ−Ｙ、接点３にはインバ−タ１５ｃにより反転さ
れて、加算器１５ｄにおいて［＋１］が加算された色差
信号Ｒ−Ｙ、そして、接点４にはインバ−タ１５ｅによ
り反転されて、加算器１５ｆにおいて［＋１］が加算さ
れた色差信号Ｂ−Ｙがそれぞれ供給され、これらの信号
が周波数４ｆｓｃの信号により順次切り換えられて、Ｎ
ＴＳＣ方式の平衡変調された変調色信号として出力端子
１５ｇより取り出される。

【００２３】従って、本実施例の変調方式によれば、一
旦、標本化周波数変換回路１４ａ，ｂで４ｆｓｃの周波
数に変換する方式にしているので、次段に設けるエンコ
−ダ１５にインバ−タ及び簡単な構成の加算器を用意す
るだけで複雑な構成の演算器を特別に用意する必要がく
なり、回路規模を小さくできる。また、本実施例の場合
には、一旦、４ｆｓｃの周波数に変換する構成で説明し
たが、多少の演算回路が増えるものの３ｆｓｃの周波数
に変換する構成としても良い。更に、本実施例ではデ−
タを４倍にして補間する構成で説明したが、固体撮像素
子の画素数に応じて、補間数を変更すれば良く、ｆｓｃ
の２n （ｎ：整数）倍の標本化周波数であれば、ほぼ同
様の効果を期待できる。この場合には、加算器３３に供
給する係数を変更するだけで、種々の固体撮像素子に適
用できるものとなる。更にまた、本実施例による色差信
号の変調方式は、ＮＴＳＣ方式に限らずＰＡＬ方式にも
適用できることは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の方式によれば、色副搬送
波の４倍を除く標本化周波数で標本化された二つの色差
信号を標本化周波数変換手段により４倍の色副搬送波周
波数に変換し、これら二つの色差信号を、エンコ−ド手
段により４つに分割し、色副搬送波の位相に応じて演算
処理をして変調色信号として生成する方式にしているの
で、エンコ−ド手段の回路規模を小さくできる。また、
請求項１記載の方式によれば、標本化周波数変換手段に
おいて、第１の標本点列として標本化された色差信号の
各標本点を、線形補間により２n （ｎ：整数）倍して第
２の標本点列を形成し、前記色差信号を４倍の色副搬送
波で標本化した時の各標本点の列を第３の標本点列とし
た際に、前記第２の標本点列の各標本点の内、前記第３
の標本点列の各々の標本点に最も近い位置にある値を、
第３の標本点列の各標本点の値として、標本化周波数を
変換するようにした方式としているので、周波数変換手
段内の係数を変更するだけで、画素数の異なる固体撮像
素子に適用でき、汎用性のある回路を提供できる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される撮像装置内の信号処理系の
概略ブロック図である。

【図２】各標本化周波数とサンプリング点の関係を示す
図である。

【図３】標本化周波数変換回路１４ａの回路構成図であ
る。

【図４】標本化周波数変換回路１４ａのタイミングチャ
−トである

【図５】エンコ−ダ１５のブロック図である。

【図６】カメラ一体型の記録再生装置の信号処理系の一
般例を示す図である。

【符号の説明】 １１ 固体撮像素子 １２ Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路 １３ プロセス回路 １４ａ，ｂ 標本化周波数変換回路 １５ エンコ−ダ １５ｃ，ｅ インバ−タ １５ｄ，１５ｆ，２１，２２，２５，３３ 加算器 ２３，２４，２６ １／２乗算器 ２７ ４分周器 ２９ セレクタ ３２ デコ−ダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大上 外志夫 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 宮下 守 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル化された二つの色差信号を平衡
   変調して変調色信号として生成するデジタル色差信号の
   変調方式において、 色副搬送波の４倍を除く標本化周波数で標本化された二
   つの色差信号を標本化周波数変換手段により４倍の色副
   搬送波周波数に変換し、これら二つの色差信号をエンコ
   −ド手段により４つに分割し、色副搬送波の位相に応じ
   て演算処理をして変調色信号として生成することを特徴
   とするデジタル色差信号の変調方式。
2. 【請求項２】 請求項１記載の標本化周波数変換手段に
   おいて、第１の標本点列として標本化された色差信号の
   各標本点を、線形補間により２ⁿ （ｎ：整数）倍して第
   ２の標本点列を形成し、前記色差信号を４倍の色副搬送
   波で標本化した時の各標本点の列を第３の標本点列とし
   た際に、前記第２の標本点列の各標本点の内、前記第３
   の標本点列の各々の標本点に最も近い位置にある値を、
   第３の標本点列の各標本点の値とすることにより、標本
   化周波数を変換するようにしたことを特徴とするデジタ
   ル色差信号の変調方式。