JPH06233183A

JPH06233183A - 映像信号処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH06233183A
Application number: JP1305493A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Saeki; 伯理宏佐
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の映像特殊効果装置におけるデフォーカ
ス処理では、折り返し歪除去用ローパスフィルタの処理
によりデフォーカス効果を実現しているため、大きなデ
フォーカス効果を得るためには、ローパスフィルタのハ
ードウエアを増大しなくてはならないので、これを解決
する。【構成】クロック分周回路１７で生成されるクロック
により、サブサンプル処理回路１２、水平方向ローパス
フィルタ１４およびメモリ１５を制御し、読み出しアド
レス生成回路１９と内挿処理回路１６により画像の拡大
処理を行なうことにより、ローパスフィルタのハードウ
エアを増大することなく大きなデフォーカス効果を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン映像特殊
効果装置等で行なわれているデフォーカス効果を実現す
るための映像信号処理方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像信号の形状を変換する映像信
号処理装置として、映像特殊効果装置がある。これは、
テレビジョン信号をラスタスキャン順にメモリに書き込
み、このメモリの内容を任意の順序で読み出した信号を
ラスタスキャン順のテレビジョン信号として出力するこ
とにより、テレビジョン信号を様々な形状に変換するも
のである。

【０００３】図６は従来の映像特殊効果装置の構成を示
している。図６において、１は映像信号入力端子、２は
水平方向ローパスフィルタ、３は垂直方向ローパスフィ
ルタ、４はメモリ、５は内挿処理回路、６はフィルタ制
御回路、７は読み出しアドレス生成回路、８は映像信号
出力端子である。

【０００４】次に上記従来例の動作について説明する。
図６において、映像信号入力端子１に入力されたテレビ
ジョン信号は、水平方向ローパスフィルタ２および垂直
方向ローパスフィルタ３により高周波信号成分を除去し
てメモリ４にラスタスキャン順に書き込まれる。メモリ
４に書き込まれたテレビジョン信号は、読み出しアドレ
ス生成回路７により生成されて、出力映像座標に対応す
る入力映像座標を表わすメモリアドレス（以下、読み出
しアドレスと呼ぶ。）に従ってメモリ４から数画素分の
信号が読み出され、内挿処理回路５に伝送される。内挿
処理回路５では、読み出しアドレス生成回路７で生成さ
れた読み出しアドレスアドレスに従って、メモリ４から
読み出された数画素分の信号に内挿処理を行ない、出力
信号として映像信号出力端子８から出力される。フィル
タ制御回路６では、読み出しアドレス生成回路７により
生成された読み出しアドレスから映像信号の縮小率を算
出し、この縮小率に応じたフィルタ制御を行なう。ここ
で、入力映像信号にフィルタ処理を行なうのは、入力映
像信号を縮小して出力する場合は、予め映像信号の高周
波成分を除去しなければ、出力映像信号に折り返し歪が
生じるためである。

【０００５】次に上記従来例の映像特殊効果装置におけ
るデフォーカス効果について説明する。デフォーカス効
果とは、テレビジョンカメラのフォーカスが外れた映像
を、映像特殊効果装置を用いて疑似的に生成するもので
ある。つまり、フォーカスが合っている信号を、わざと
フォーカスが外れた信号に変換する効果である。

【０００６】上記従来の映像特殊効果装置においてデフ
ォーカス処理を行なうには、まず読み出しアドレスとし
て、入出力映像座標が同一のアドレスを生成する。つま
り、メモリ４の入力信号と内挿処理回路５の出力信号は
全く同一の信号となる。次に、フィルタ制御回路６で
は、通常は読み出しアドレスから画像の縮小率を算出
し、それに応じたフィルタの選択を行なうが、デフォー
カス効果においては、読み出しアドレスとは独立にぼけ
量に応じたフィルタの選択を行なう。つまり、ぼけ量が
多い場合は遮断周波数の低いフィルタを選択し、ぼけ量
が少ない場合は遮断周波数の高いフィルタを選択する。

【０００７】このように、従来の映像特殊効果装置にお
いては、映像信号の入出力の座標を変換せずに、折り返
し歪除去用のローパスフィルタによる高周波成分の減衰
処理を行なうことにより、デフォーカス処理を実現して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の映像特殊効果装置によるデフォーカス効果では、折
り返し歪除去用フィルタの特性によって、デフォーカス
効果の度合いが決定してしまうため、大きなデフォーカ
ス効果を得るためには、ローパスフィルタの特性を十分
に低い周波数のみを通過するように設計しなくてはなら
ない。また、ディジタルローパスフィルタとしては、一
般にトランスバーサルフィルタが使用されるため、テレ
ビジョンカメラによるフォーカスの外れと同じような効
果を得るためには、タップ数の多いトランスバーサルフ
ィルタが必要になる。トランスバーサルフィルタでは、
タップ数が増加すると、遅延器、乗算器、加算器が必要
となり、ハードウェア量が増大するという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、ハードウェア量の増大を最小限に抑えて
大きなデフォーカス効果を得ることのできる優れた映像
信号処理方法およびその装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１０】

【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、入力された映像信号にサブサンプル処理
を施し、サブサンプル処理後の映像信号について、ロー
パスフィルタ処理および補間処理を行なうことにより、
良好なデフォーカス効果を得るようにしたものである。

【００１１】

【作用】本発明は、上記構成により、トランスバーサル
フィルタのタップ数を増やすことなく、ぼけ効果の大き
いデフォーカス効果を実現することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明に係る映像信号処理方
法を実施するための映像信号処理装置の一実施例を示す
概略ブロック図である。

【００１３】図１において、１１は映像信号入力端子、
１２はサブサンプル処理回路、１３は水平方向ローパス
フィルタ、１４は垂直方向ローパスフィルタ、１５はメ
モリ、１６は内挿処理回路、１７はクロック分周回路、
１８はフィルタ制御回路、１９は読み出しアドレス生成
回路、２０は映像信号出力端子である。

【００１４】次に、上記実施例の動作について、図２か
ら図４と共に説明する。まず入力映像信号として、図２
に示すようなラスタスキャンデータが入力されるとす
る。図２において、丸印は１画素のデータに相当し、丸
印内部の記号は各画素のアドレスを示すものである。つ
まり、映像データは、ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁，・・・・ｙ₁，ｚ₁，ａ₂，
ｂ₂，・・・・といった順序で映像信号入力端子１に入力される。

【００１５】次にクロック分周回路１７の動作を説明す
る。クロック分周回路１７には、図３に示すタイミング
チャートのような入力垂直クロックおよび入力水平クロ
ックが映像入力端子１１から入力される。クロック分周
回路１７では、上記入力垂直クロックおよび入力水平ク
ロックから、図３に示すようなサブサンプルクロック、
フィルタクロック、水平書き込みアドレスクロックおよ
び垂直書き込みアドレスクロックが生成される。ここで
は、サブサンプル率が１／２の場合の例を示す。

【００１６】次に、サブサンプル処理回路１２の動作を
説明する。サブサンプル処理回路１２は、映像信号のサ
ンプリング周波数もしくは走査線数を減少させるための
ものであり、本実施例では、映像信号入力端子１１に入
力される映像データを、クロック分周回路１７から出力
されるサブサンプルクロックのタイミングでサンプル
し、その結果を出力する。つまり、図３に示すように、ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁，・・・・，ｙ₁，ｚ₁，
ａ₂，ｂ₂，・・・・の順で入力されるデータを、サブサンプルデータとして
１つおきにサンプルし、ａ₁，ｃ₁，・・・・，ｙ₁，ａ₂，・・・・の順で出力する。このとき出力データの伝送速度は、入
力データの1/2 となる。

【００１７】次に水平方向ローパスフィルタ１３および
垂直方向ローパスフィルタ１４の動作を説明する。水平
方向ローパスフィルタ１３では、サブサンプル処理回路
１２から伝送される入力映像信号に対して１つおきの映
像データを、クロック分周回路１７から出力されるフィ
ルタクロックごとにフィルタ処理を行なう。フィルタク
ロックは、図３に示すように、サブサンプル処理回路１
２から伝送される映像データに同期している。水平方向
ローパスフィルタ１３は、ＦＩＲ型トランスバーサルフ
ィルタであり、各タップ間の遅延器の遅延量は、フィル
タクロックの周期と同一であるので、サブサンプルデー
タが水平方向にフィルタ処理されて、垂直方向ローパス
フィルタ１４に出力される。垂直方向ローパスフィルタ
１４では、水平方向ローパスフィルタ１３の出力データ
を、クロック分周回路１７から出力されるフィルタクロ
ックごとにフィルタ処理を行なう。垂直方向ローパスフ
ィルタ１４もＦＩＲ型トランスバーサルフィルタであ
り、各タップ間の遅延器の遅延量は、フィルタクロック
の１ライン分に等しい。したがって、フィルタに入力さ
れるクロックの周波数が１／２になっているので、垂直
方向ローパスフィルタ１４の遅延器の遅延量は、入力映
像信号の２ライン分に相当する。つまり、入力映像信号
を１ラインずつ飛ばして垂直方向にフィルタ処理がなさ
れる。このように、水平方向ローパスフィルタ１３およ
び垂直方向ローパスフィルタ１４では、フィルタクロッ
クによる動作を行うことで、フィルタ内部の遅延量の切
り替えを行うことなく、入力映像信号を水平方向・垂直
方向共にサブサンプルしてフィルタ処理を行なうことが
できる。

【００１８】次にメモリ１５の動作について説明する。
メモリ１５では、垂直方向ローパスフィルタ１４から伝
送されるフィルタ処理後の映像信号を画像メモリに書き
込む。画像メモリへの書き込みアドレスは、各フィール
ドのスタート点（図２のａ₁の位置の映像信号のタイミ
ング）でクリアーされ、クロック分周回路１７から伝送
される水平書き込みアドレスクロックおよび垂直書き込
みアドレスクロックによって、それぞれ水平アドレスお
よび垂直アドレスが更新される。本実施例におけるそれ
ぞれのアドレスクロックのタイミングは、図３の通りで
ある。したがって、図２に示す入力映像信号の各画素の
信号は、フィルタ処理後に、図４のように画像メモリに
書き込まれる。つまり、メモリ１５では、１／２にサブ
サンプルされた入力映像信号が、画像メモリの上側１／
２に順次書き込まれる。

【００１９】次に読み出しアドレス生成回路１９の動作
について説明する。読み出しアドレス生成回路１９で
は、出力映像信号の各タイミングで必要とするメモリ１
５内の画像メモリの読み出しアドレスを生成する。通
常、デフォーカス処理においては、映像信号の形状は変
化しないので、読み出しアドレスは、出力タイミングと
同一タイミングの入力映像信号に相当する画像メモリの
アドレスとなる。しかし、本実施例における映像処理装
置では、上記説明のように入力映像信号がサブサンプル
されて画像メモリに書き込まれているので、通常の通常
の特殊効果装置における拡大処理と同様のアドレスを生
成する。したがって本実施例では、画像メモリへの書き
込み時に入力映像信号は水平方向・垂直方向共に１／２
にサブサンプルされているので、これを水平方向・垂直
方向共に２倍に拡大するようなアドレスが生成される。
これにより、映像信号のサンプリング周波数もしくは走
査線数を増大させるオーバーサンプリングが行なわれ、
図４の斜線部分の映像信号が、出力画面に２倍に拡大さ
れて出力される。

【００２０】次に内挿処理回路１６の動作について説明
する。内挿処理回路１６では、読み出しアドレス生成回
路１９によって生成される読み出しアドレスにより、画
像メモリの数画素分の映像信号を内挿処理し、出力デー
タを生成する。つまり、読み出しアドレスは一般に実数
値を持ち、メモリのアドレスは自然数であるので、読み
出しアドレスに小数部がある場合に、空間的に読み出し
アドレスの近傍に存在するデータから、内挿処理により
出力データを生成する。本実施例では、内挿処理とし
て、近傍４画素のデータから線形補間により出力データ
を生成する。そして、内挿処理回路１６によって生成さ
れた出力データが、映像信号出力端子２０から出力され
る。このときの出力映像信号は図５のようになる。これ
は、入力映像信号と出力画像信号とでは空間的なデータ
の位置が変化していないことを示している。ただし、図
５において、斜線部分の映像信号は、内挿処理回路１６
において、線形補間により生成されたデータである。

【００２１】最後に、フィルタ制御回路１８の動作につ
いて説明する。フィルタ制御回路１８では、オペレータ
が必要とするぼけ量に応じて、水平方向ローパスフィル
タ１３および垂直方向ローパスフィルタ１４のフィルタ
特性を決定する。本実施例においては、フィルタ特性と
して、縮小処理における折り返し歪除去用に使用する特
性をそのまま利用している。

【００２２】このように、上記実施例では、入力映像信
号をクロック分周回路１７で生成するクロックによるサ
ブサンプル処理、フィルタ処理、サブサンプルした信号
のメモリ書き込みと、画像拡大のための内挿処理とによ
り、フィルタのハードウェアを増加することなく、大き
なデフォーカス効果を得ることができる。

【００２３】なお、上記実施例では、入力映像信号を水
平方向・垂直方向共に１／２にサブサンプルしている
が、クロック分周回路１７および読み出しアドレス生成
回路１９の動作を外部から制御することにより、他の倍
率のサブサンプルを行なっても良い。

【００２４】また、上記実施例では、サブサンプル処理
回路１２により、入力映像信号をサブサンプルしている
が、クロック分周回路１７から出力されるサブサンプル
クロックによって、水平方向ローパスフィルタ１３の入
力時に、入力映像信号をサブサンプルしながら処理する
ことにより、サブサンプル処理回路１２を省略しても良
い。

【００２５】また、本実施例では、ローパスフィルタ処
理を水平方向、垂直方向の順で行なっているが、この順
序を逆にしても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、入力映像信号をクロック分周回路で生成するクロッ
クによるサブサンプル処理、フィルタ処理、サブサンプ
ルした信号のメモリ書き込みと、拡大処理のための内挿
処理とにより、フィルタのハードウェアを増加すること
なく、大きなデフォーカス効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の映像信号処理方法を実施するめの映像
信号処理装置の一実施例を示す概略ブロック図

【図２】同装置における入力映像信号の一例を示す模式
図

【図３】同装置におけるクロック分周回路およびサブサ
ンプル処理回路の動作を説明するためのタイミング図

【図４】同装置における画像メモリへの書き込み動作を
説明するための模式図

【図５】同装置における出力映像信号の説明するための
模式図

【図６】従来の映像信号処理装置を示す概略ブロック図

【符号の説明】

１１映像信号入力端子１２サブサンプル処理回路１３水平方向ローパスフィルタ１４垂直方向ローパスフィルタ１５メモリ１６内挿処理回路１７クロック分周回路１８フィルタ制御回路１９読み出しアドレス生成回路２０映像信号出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力されたディジタル映像信号に対しサ
ブサンプル処理を行ない、前記サブサンプル処理後の信
号にトランスバーサルフィルタ処理を行ない、前記トラ
ンスバーサルフィルタ処理後の信号にオーバーサンプル
処理を行なう映像信号処理方法。
【請求項２】入力されたディジタル映像信号に対しサ
ブサンプル処理を行ない、前記サブサンプル処理後の信
号にローパスフィルタ処理を行ない、前記ローパスフィ
ルタ処理後の信号にオーバーサンプル処理を行なう映像
信号処理方法。
【請求項３】入力されたディジタル映像信号に対しサ
ブサンプル処理を行ない、前記サブサンプル処理後の信
号にローパスフィルタ処理を行ない、前記ローパスフィ
ルタ処理後の信号に線形補間処理を行なう映像信号処理
方法。
【請求項４】入力されたディジタル映像信号に対しサ
ブサンプル処理を行ない、前記サブサンプル処理後の信
号にローパスフィルタ処理を行ない、前記ローパスフィ
ルタ処理後の信号に線形補間処理を行なうことにより、
入力されたディジタル映像信号に対しぼかした効果を実
現する映像信号処理方法。
【請求項５】入力されたディジタル映像信号に対し、
データクロックを分周して、分周後のクロックによりサ
ブサンプル処理を行ない、前記サブサンプル処理後の信
号に前記分周後のクロックでローパスフィルタ処理を行
ない、前記ローパスフィルタ処理後の信号を画像メモリ
に書き込み、前記画像メモリに書き込まれた信号を補間
処理して拡大された信号に変換することにより、入力さ
れたディジタル映像信号に対しぼかした効果を実現する
映像信号処理方法。
【請求項６】映像信号のサンプリング周波数もしくは
走査線数を減少させるサブサンプリング回路と、映像信
号の特定周波数領域を減衰するトランスバーサルフィル
タ回路と、映像信号のサンプリング周波数もしくは走査
線数を増大させるオーバーサンプリング回路とを備えた
映像信号処理装置。
【請求項７】映像信号のサンプリング周波数もしくは
走査線数を減少させるサブサンプリング回路と、映像信
号の高周波成分を減衰するローパスフィルタ回路と、映
像信号のサンプリング周波数もしくは走査線数を増大さ
せるオーバーサンプリング回路とを備えた映像信号処理
装置。
【請求項８】映像信号のサンプリング周波数もしくは
走査線数を減少させるサブサンプリング回路と、映像信
号の高周波成分を減衰するローパスフィルタ回路と、映
像信号のサンプリング周波数もしくは走査線数を増大さ
せる線形補間回路とを備えた映像信号処理装置。
【請求項９】映像信号のデータ周期を表わす入力クロ
ック信号を分周するクロック信号分周回路と、前記分周
回路から出力される分周クロック信号の周期で上記映像
信号をサブサンプルするサブサンプル処理回路と、前記
分周クロック信号の周期で処理を行なうトランスバーサ
ルフィルタ回路と、前記分周クロック信号の周期の映像
信号を前記入力クロック信号の周期の映像信号になるよ
うにデータ数を増大させるオーバーサンプリング回路と
を備えた映像信号処理装置。
【請求項１０】映像信号のデータ周期を表わす入力ク
ロック信号を分周するクロック信号分周回路と、前記分
周回路から出力される分周クロック信号の周期で前記映
像信号をサブサンプルするサブサンプル処理回路と、前
記分周クロック信号の周期で処理を行なうトランスバー
サルフィルタ回路と、前記分周クロック信号の周期の映
像信号を前記入力クロック信号の周期の映像信号になる
ようににデータ数を増大させる線形補間回路とを備えた
映像信号処理装置。
【請求項１１】映像信号のデータ周期を表わす入力ク
ロック信号を分周するクロック信号分周回路と、前記分
周回路から出力される分周クロック信号の周期で前記映
像信号をサブサンプルするサブサンプル処理回路と、前
記分周クロック信号の周期で処理を行なうトランスバー
サルフィルタ回路と、前記分周クロック信号の周期で映
像信号の書き込みを行なう画像メモリと、前記画像メモ
リから映像信号を拡大しながら入力クロック信号の周期
で出力する補間回路とを備えた映像信号処理装置。