JPH0632457B2 - 静止画像の映像信号処理装置 - 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ョン受像機、
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われている。また、この
他に、前記記憶された画像をパールナルコンピュータな
どによって拡大、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として発
展している。

しかしながら、静止画像を入力画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ビット〜８ビッ
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傾
向にあるといっても、全体としてメモリの価格は相当高
価なものになる。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が大きくなるという問題も生
じる。

一方、入力画像を２値化して静止画像を得る分野、例え
ば写真電送やファ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ィザ(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
の画像を適当に組み合わせて連続的な階調（濃淡）をも
っ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っ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、煩雑であり、リアルタイムでこ
れを行うことは困難であるという問題もある。

そこで、この問題を解決するために本出願人は、特願昭
６０−２５９１５０（発明の名称「静止画像の映像信号
処理方法およびその装置」出願日 昭和６０年１１月１
８日）を提案した。

第５図はこの提案に係る発明（以下、従来例という）の
回路ブロック図であり、第６図は第５図に示した従来例
の疑似中間色発生回路の具体的構成図である。従来例
は、静止画像の平均値レベル付近にクロックパルスを重
畳し、このクロックパルス重畳映像信号を、そのクロッ
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ようにしたもの
である。

ところで、この第５図の疑似中間色発生回路では、各色
信号を入力する３個の直流増幅器７１，７２，７３を含
む。各直流増幅器は、各色信号を個別に入力するトラン
ジスタＴＲ２，ＴＲ３を含む。このトランジスタＴＲ３
のベースには、抵抗Ｒ９と直流阻止コンデンサＣ４を介
してクロックパルス発生回路７４が接続された構成とな
っている。

このような構成の従来例にあっては、その直流阻止コン
デンサＣ４が映像信号から見た場合に容量性となり、こ
のため周波数特性が低下し、高域の画質成分に対応する
映像の明瞭度が低下してくるという問題がある。

（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っ
て、比較的に簡単な構成で静止画像の階調表現をするこ
とができるとともに、高域の画質成分に対応する映像の
明瞭度を向上させることにより画面を、より一層見易く
することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、前記目的を達成するためにクロックパルスを
発生出力するクロックパルス発生手段と、 前記クロックパルス発生手段からのクロックパルスに応
答する疑似中間色発生手段とを具備し、 前記疑似中間色発生手段は、 前記クロックパルス発生手段からのクロックパルスに含
まれる直流成分を阻止する直流阻止コンデンサと、輝度
信号がベースに与えられ、かつ、前記クロックパルスが
前記直流阻止コンデンサを介してエミッタに与えられる
トランジスタとを含み、前記トランジスタのコレクタか
ら輝度信号にクロックパルス重畳された信号（重畳輝度
信号）を出力するクロックパルス重畳手段と、 前記クロックパルス重畳手段からの前記重畳輝度信号と
色差信号とを加算出力するマトリクス回路と、 前記マトリクス回路からの加算出力信号を２値化するＡ
／Ｄ変換回路とで構成されていることを特徴としてい
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に参照して詳細に説明す
る。第１図は、本発明の実施例に係る静止画像の映像信
号処理装置の回路ブロック図であり、第２図は第１図に
示した回路の各部における信号波形図である。これらの
図において、１は後述のメモリに対してのサンプングク
ロックパルスとして１４．３１８MHzの第２クロックパ
ルスと、後述のＡ／Ｄ変換回路およびＤ／Ａ変換回路な
どに対する所定のクロックパルスとを出力する制御部２
と、制御部２から与えられる第２クロックパルスを１／
４分周してこれを第１クロックパルス（周波数が１４．
３１８MHzの１／４、即ち、３．５８０MHz）として出力
する分周回路３とで構成されている。第１クロックパル
スの波形は第２図（ｃ）に示されている。

したがって、第２クロックパルスは第１クロックパルス
に同期し、かつ、第１クロックパルスのｎ倍（ただし、
ｎは２以上の正の整数であり、実施例では４）のクロッ
クパルス周波数を有していることになる。

４は、第２図（ｂ）に示される輝度信号Ｙにクロックパ
ルス発生手段１の分周回路３からの第１クロックパルス
を重畳して第２図（ｄ）に示される重畳輝度信号を作成
するクロックパルス重畳回路５と、色差信号Ｂ−Ｙ〔第
２図（ａ）参照〕，Ｒ−Ｙ，Ｇ−Ｙそれぞれを前記重畳
輝度信号に加算出力するマトリクス回路６ａ，６ｂ，６
ｃと、マトリクス回路６ａ，６ｂ，６ｃそれぞれからの
加算出力に基づいて第２図（ｅ）に示される２値化信号
を出力するＡ／Ｄ変換回路７ａ，７ｂ，７ｃとからなる
疑似中間色発生手段である。

クロックパルス重畳回路５は、分周回路３からの第１ク
ロックパルスがベースに与えられるトランジスタＴＲ３
と、トランジスタＴＲ３のエミッタから出力される第１
クロックパルスのレベルを調整する可変抵抗ＶＲと、第
１クロックパルスの直流成分を阻止する直流阻止コンデ
ンサＣと、ベースに与えられた輝度信号に、エミッタに
与えられた第１クロックパルスを重畳するトランジスタ
ＴＲ２とを含む。この直流阻止コンデンサＣは、映像信
号の周波数特性を向上させる働きを有している。すなわ
ち、この直流阻止コンデンサＣはトランジスタＴＲ２の
エミッタピーキングになっている。したがって、この直
流阻止コンデンサＣの容量値を小さくすると映像信号の
高域が強調されることになり、その結果、画面の変化が
大きいところの中間調の色を強調することができ、した
がって、その画質を向上させることができる。

マトリクス回路６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれ色差信号
がベースに与えられ、かつ、第１クロックパルスが重畳
された輝度信号（重畳輝度信号）がエミッタに与えられ
るとともに、コレクタから重畳輝度信号と色差信号との
加算信号を出力するトランジスタＴＲ１ａ，ＴＲ１ｂ，
ＴＲ１ｃを含む。

Ａ／Ｄ変換回路７ａ，７ｂ，７ｃは各マトリクス回路６
ａ，６ｂ，６ｃからの加算信号をアナログ−デジタル変
換（Ａ／Ｄ変換）することにより第２図（ｅ）に示され
る２値化信号を出力する。

８ａ，８ｂ，８ｃはＡ／Ｄ変換回路７ａ，７ｂ，７ｃか
らの２値化信号を制御部２から与えられる第２クロック
パルスをサンプリングクロックパルスとしてサンプリン
グして記憶するメモリ、９ａ，９ｂ，９ｃはメモリ８
ａ，８ｂ，８ｃから読み出された信号をデジタル−アナ
ログ変換（Ｄ／Ａ変換）するＤ／Ａ変換回路である。

なお、１０は映像信号を復調して色差信号Ｂ−Ｙ，Ｒ−
Ｙ，Ｇ−Ｙを出力するデコーダ、１１は映像信号中から
水平と垂直の同期信号を分離し、デコーダ１０に対して
クランプパルスを出力するとともに、制御部２に対して
水平と垂直の同期信号を出力する同期分離回路である。

次に動作を第２図、第３図および第４図を参照して説明
する。この説明では色差信号としてＢ−Ｙを代表して説
明する。

映像信号をデコーダするデコーダ１０からは第２図
（ａ）に示されるような色差信号（Ｂ−Ｙ）が出力され
る。この色差信号（Ｂ−Ｙ）は、マトリクス回路６ａ内
のトランジスタＴＲ１ａのベースに入力される。

一方、制御部２からの第２クロックパルスは分周回路３
で分周され、その分周回路３からは第２図（ｃ）に示さ
れるような第１クロックパルスが出力される。第１クロ
ックパルスは、クロックパルス重畳回路５のトランジス
タＴＲ３のベースおよびエミッタ、ならびに直流阻止コ
ンデンサＣを介してトランジスタＴＲ２のエミッタに与
えられる。このトランジスタＴＲ２のベースには、第２
図（ｂ）に示されるような輝度信号が入力される。これ
により、トランジスタＴＲ２のコレクタからは、第２図
（ｄ）に示されるような波形を有する重畳輝度信号が出
力される。この重畳輝度信号は、マトリクス回路６ａの
トランジスタＴＲ１ａのエミッタに入力される。

このトランジスタＴＲ１ａにおいて、色差信号（Ｂ−
Ｙ）と重畳輝度信号Ｙとが加算される結果、そのトラン
ジスタＴＲ１ａのコレクタからは、クロックパルスが重
畳された青色信号Ｂが出力される。この青色信号Ｂは、
Ａ／Ｄ変換回路７ａで２値化されてこの回路７ａから第
２図（ｅ）に示されるような波形の信号として出力され
る。

第３図（ａ）（ｂ）は、クロックパルスが重畳された青
色信号ＢがＡ／Ｄ変換回路７ａで２値化される様子の具
体的説明に用いる各波形図であって、第３図（ａ）に示
されるように第１クロックパルスが重畳された青色信号
ＢがＡ／Ｄ変換回路７ａに入力される。このＡ／Ｄ変換
回路７ａは、第３図（ａ）に示されるようなスレッショ
ルドレベルを備え、このスレッショルドレベルを越える
ハイレベルの入力信号Ｂに対してはこれを反転してロー
レベル出力を出力し、このスレッショルドレベル以下の
ローレベルの入力信号Ｂに対しては同じくこれを反転し
てハイレベル出力を出力する。したがって、第３図
（ａ）に示されるような信号ＢがＡ／Ｄ変換回路７ａに
入力されると、Ａ／Ｄ変換回路７ａからは第３図（ｂ）
に示されるような波形の信号が出力される。

第４図（ａ）は第３図（ａ）のスレッショルドレベル付
近の部分拡大波形図であり、第４図（ｂ）は第４図
（ａ）に対応して同じく第３図（ｂ）の部分拡大波形図
である。第４図（ａ）および第４図（ｂ）から明らかな
ように、青色信号Ｂのハイレベルが例えば黄色であり、
ローレベルがシアンであれば、ハイレベルからローレベ
ルに移行する中間調過程では黄色とシアンの繰り返しに
なり、その中間調の色になる。この場合において、その
レベルがスレッショルドレベルを中心としてクロックパ
ルスの１周期におけるパルス幅（デューティ比）が順次
に変化〔第４図（ｂ）の場合はパルス幅が順次に短くな
る方向に変化〕しているから、その中間調色が順次に変
化することになる。

次に、制御部２からの第２クロックパルスはメモリ８
ａ，８ｂ，８ｃに与えられる。メモリ８ａ，８ｂ，８ｃ
は、入力される第２クロックパルスをサンプリングクロ
ックパルスとしてこれに応答してＡ／Ｄ変換回路７ａ，
７ｂ，７ｃそれぞれからの出力を記憶処理する。メモリ
８ａ，８ｂ，８ｃそれぞれに記憶された各色信号は、制
御部２からの制御信号により読み出されて、Ｄ／Ａ変換
回路９ａ，９ｂ，９ｃでそれぞれアナログ変換され、図
示しないテレビモニタに映し出される。

この実施例においては、メモリ８ａ，８ｂ，８ｃのサン
プリングクロックパルスと輝度信号に重畳される第１ク
ロックパルスとの同期をとっているから、テレビモニタ
の画面上に現れる輝度信号とクロックパルスとのビート
成分に起因する干渉しまが安定するとともに、さらにサ
ンプリングクロックパルスを第１クロックパルスの４倍
の周波数に設定しているから、その干渉しまが画面上で
縦方向に配列するために、画面が大変見易くなる。

本発明においては、クロックパルスの位相を水平走査の
１ラインごとに反転させることにより、その干渉しまを
縦横の格子状に配列させることによりその画面の見易さ
を一層向上させることもできる。

また、本発明では、第５図に示される従来例のものにお
いて、制御部１１０からメモリ９１〜９３に与えられる
クロックパルス（前記実施例の第２クロックパルスに対
応。）を分周したクロックパルス（本発明の第１クロッ
クパルスに対応）を疑似中間色発生回路７０に入力させ
ることによりメモリ９１〜９３に与えるサンプリングク
ロックパルスと疑似中間色発生回路７０に与えるクロッ
クパルスとの同期をとり、かつ、そのパルス周波数関係
を整数倍にしてもよく、本発明はこのような場合も含む
ものである。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
疑似中間色発生手段を、クロックパルス発生手段からの
クロックパルスに含まれる直流成分を阻止する直流阻止
コンデンサと、輝度信号がベースに与えられ、かつ、前
記クロックパルスが前記直流阻止コンデンサを介してエ
ミッタに与えられるトランジスタとで構成し、そして前
記トランジスタのコレクタから輝度信号にクロックパル
スが重畳された信号（重畳輝度信号）を出力するクロッ
クパルス重畳手段と、前記クロックパルス重畳手段から
の前記重畳輝度信号と色差信号とを加算出力するマトリ
クス回路と、前記マトリクス回路からの加算出力信号を
２値化するＡ／Ｄ変換回路とで構成して画像の中間調や
中間色を再現するものであるから、従来のディザ法によ
る場合のようにスイッチングトランジスタのしきい値を
可変する必要がなくなり、その結果、装置を比較的に簡
単な構成で実現できるという効果を奏する。

またこれのみならず、ディ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
ことが可能である。

さらに、本発明は、クロックパルスの直流成分を阻止す
るコンデンサが輝度信号がベースに与えられるトランジ
スタのエミッタに与えるために、そのコンデンサがトラ
ンジスタのエミッタピーキングとしての働きを持ち、そ
の結果、そのコンデンサの容量値を例えば小さく選定す
れば、種々の色成分が存在する高域の中間調画質が大き
く改善されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は第１図に
示した回路の動作波形図、第３図は第１図のトランジス
タＴＲ１ａのコレクタ出力波形とＡ／Ｄ変換回路７ａの
出力波形とを示す図、第４図は第３図のスレッショルド
レベルを中心とする部分拡大波形図、第５図は従来例の
回路図、第６図は第５図に示した疑似中間色発生回路の
具体的構成図である。 １はクロックパルス発生回路、４は疑似中間色発生回
路、５はクロックパルス重畳回路、６ａ，６ｂ，６ｃは
マトリクス回路、７ａ，７ｂ，７ｃはＡ／Ｄ変換回路、
８ａ，８ｂ，８ｃはメモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クロックパスルを発生出力するクロックパ
   ルス発生手段（１）と、 前記クロックパルス発生手段からのクロックパルスに応
   答する疑似中間色発生手段（４）とを具備し、 前記疑似中間色発生手段は、 前記クロックパルス発生手段からのクロックパルスに含
   まれる直流成分を阻止する直流阻止コンデンサ（Ｃ）
   と、輝度信号がベースに与えられ、かつ、前記クロック
   パルスが前記直流阻止コンデンサを介してエミッタに与
   えられるトランジスタ（ＴＲ２）とを含み、かつ、前記
   トランジスタのコレクタから輝度信号にクロックパルス
   が重畳された信号（重畳輝度信号）を出力するクロック
   パルス重畳手段（５）と、 前記クロックパルス重畳手段からの前記重畳輝度信号と
   色差信号とを加算出力するマトリクス回路（６ａ，６
   ｂ，６ｃ）と、 前記マトリクス回路からの加算出力信号を２値化するＡ
   ／Ｄ変換回路（７ａ，７ｂ，７ｃ）とで構成されている
   ことを特徴とする静止画像の映像信号処理装置。