JPH0638231A

JPH0638231A - Ｐａｌビデオ信号処理装置

Info

Publication number: JPH0638231A
Application number: JP5045149A
Authority: JP
Inventors: Peter M Smith; ピーター・マーチン・スミス; Charles Conway-Jones David; ダビッド・チャールス・コンウェイ−ジョーンズ; John Brown David; ダビッド・ジョン・ブラウン; Jong-Han Kim; ジョン−ハン・キム
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: EP0568743A1; JP2557173B2; US5351093A

Abstract

(57)【要約】【目的】活動開始信号に応答してPAL ビデオ信号のＵ及
びＶ成分をサンプリングするクロミナンス・サブサンプ
ラ(10)を備える信号処理装置を提供すること。【構成】ライン位相反転(PAL) ビデオ信号の水平同期成
分に応答するカウンタ(30)は所定数の水平同期パルスを
検出すると活動開始信号を生成する。PAL ビデオ信号の
垂直同期成分に応答するロジック(60、70、80)は垂直同
期パルスを検出するとカウンタ(30)をリセットし使用禁
止にする。ロジック(50、60、70、80)はPAL ビデオ信号
のＶ成分中の所定の極性を検出するとカウンタ(30)をリ
セット状態から再開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遅延ライン(line)平均化
が存在しないフレーム間の改良されたクロミナンス・サ
ブサンプリング(chromimance subsampling) 一貫性を有
するライン位相反転(PAL = Phase Alternating line)ビ
デオ信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放送テレビジョン(TV)受信のビデオ信号
は普通は輝度情報Ｙ、及び色差成分Ｕ及びＶ(それぞれB
-Y及びR-Y)を有するクロミナンス情報を含む。Ｕは彩度
を表わし、Ｖはヒュー (hue)、即ち色相を表わす。ビデ
オ信号は、放送テレビジョン受信装置がクロミナンス情
報を復号することを可能にする基準即ちカラー・バース
トも含む。放送TV受信装置では、カラー・バーストとク
ロミナンス情報の間に、例えば、トランジスタ入力イン
ピーダンスの変動により、位相誤差が持ち込まれること
がある。位相誤差を放置すると、受信装置における画質
を低下させる。

【０００３】PAL TVシステムでは、復号されたクロミナ
ンス情報の位相誤差は反転フィールド・ラインのＶ成分
を反転させることにより減少させられる。従って、位相
誤差は、もし２つの連続するフィールド・ラインにわた
って一定であれば、１つのラインのヒューを１つの方向
に偏向させ、他のラインのヒューを反対の方向に対応す
る量だけ偏向させる。

【０００４】典型的なPAL TV受信装置は、フィールド・
ラインｎの間に送信されたクロミナンス・エレメントが
保持されて、これを用いフィールド・ラインn+1 のクロ
ミナンスと平均されるように１ライン期間の遅延ライン
を有するPAL カラー復号器を備える。これは受信された
ビデオ信号で位相誤差の作用を打消す。TVモニタに表示
される各フレームは２つのインターレースされたライン
のフィールドを含む。遅延ライン平均化回路は４ライン
のグループの空間にわたって存在する各フレームでカラ
ーを不鮮明にする。よって、遅延ラインは受信装置の垂
直クロミナンス帯域幅を減少させる。

【０００５】一般に、コンピュータ・システム等のPAL
ビデオ捕捉アダプタは、メモリ所要量及び処理時間を減
らすために、所要復号されたPAL ビデオ信号のＵ及びＶ
成分をサブサンプリングするためのクロミナンス・サブ
サンプラ(subsampler)を備える。実際に、クロミナンス
情報が8:1 の比率で減少しても、なお許容可能な画質を
生じる。通常、クロミナンス・サブサンプラはフレーム
のｍ番目毎のラインのｎ番目毎の画素からクロミナンス
情報を引出す。ここで、ｎ及びｍは１よりも大きい整数
であり、通常は10よりも小さい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TV映像
のフレームは普通は奇数のライン(例えば、625) を含む
ので、１つのフレーム内のラインに対応するＶ成分は次
のフレーム内の同じラインに対応するＶ成分とは異なる
極性を有する。よって、前述の方法で遅延ライン平均化
をしなければ、クロミナンス・サブサンプラは１つのフ
レームと次のフレームの異なる極性のＶ成分をサンプリ
ングする。位相誤差は、連続するフレーム間の望ましく
ないカラー・フラッシング(flashing)を生じる。カラー
・フラッシングはサブサンプリング周波数間の差(ビー
ト周波数)及びPAL ビデオ信号の４つのフィールド位相
反転パターンにより生じる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、活動開
始(enable)信号に応答してPAL ビデオ信号のＵ及びＶ成
分をサンプリングするクロミナンス・サブサンプラ、所
定数のPAL ビデオ信号の水平同期(sync)パルスの検出時
に活動開始信号を生成するためにPAL ビデオ信号の水平
同期成分に応答するカウンタ、PAL ビデオ信号の垂直同
期パルスを検出する毎に前記カウンタを使用禁止(disab
le)するためにPALビデオ信号の垂直同期成分に応答する
ロジック、及びPAL ビデオ信号のＶ成分で所定の極性が
検出されると前記カウンタをリセット状態から再開始す
るロジックを備える信号処理装置が提供される。

【０００８】よって、本発明の信号処理装置は、PAL ビ
デオ信号中のクロミナンス情報が、遅延ライン平均化な
しに、かつ連続するフレーム間の望ましくないカラー変
化を受けずに、サブサンプルされることを可能にする。
本発明に従って、１つのフレームと次のフレームの間の
クロミナンス・サブサンプリング一貫性を維持すること
により、望ましくないカラー変化が回避される。なぜな
ら、本発明に従って、遅延ライン平均化なしに受入可能
な画質を得ることができ、本発明の信号処理装置を構成
する、コンピュータ等のイメージ捕捉アダプタは、より
広い垂直クロミナンス帯域幅を持つことができる。

【０００９】前記所定数は偶数又は奇数とすることがで
き、同様に、所定の極性は正又は負とすることができ
る。しかしながら、本発明の良好な実施例では、所定数
は２の倍数であり、所定の極性は正である。

【００１０】これは、通常の遅延ライン平均化なしにNT
SC形式の媒体からサブサンプルされたクロミナンス情報
に基づいて受入可能な映像が生成されることを都合よく
可能にする。

【００１１】前記カウンタはビデオ信号の各フレームの
うちの１つのフィールドに対応する水平同期パルスにだ
け応答できる。あるいは、前記カウンタはビデオ信号の
各フレームのフィールドの両方に対応する水平同期パル
スに応答できる。

【００１２】本発明は前記信号処理装置を備える、コン
ピュータ・システムのイメージ捕捉アダプタに拡張され
る。

【００１３】本発明のもう１つの実施例に従って、PAL
ビデオ信号をサブサンプリングする方法が提供される。
この方法は、PAL ビデオ信号の水平同期成分中に所定数
の水平同期パルスを検出したときカウンタから活動開始
信号を生成すること、前記活動開始信号に応答してビデ
オ信号のＵ及びＶ成分をサンプリングすること、 PALビ
デオ信号の垂直同期成分中の垂直同期パルスを検出した
とき前記カウンタをリセットし使用禁止すること、及び
PAL ビデオ信号のＶ成分中の所定の極性を検出したとき
前記カウンタをリセット状態から再開始することを含
む。

【００１４】

【実施例】図１で、PALビデオ信号を処理するコンピュ
ータ・システムはPALビデオ・カメラ、PALビデオ・テー
プ・プレーヤ等のようなPALビデオ信号ソース100 を備
える。信号ソース100はビデオ捕捉アダプタ110に接続さ
れる。ビデオ捕捉アダプタ110はビデオ・テープ・レコ
ーダ又は光学表示装置等のようなビデオ出力装置120に
接続される赤、緑及び青のアナログ・ビデオ出力R^、G^
及びB^を有する。また、ビデオ捕捉アダプタ100 はパー
ソナルコンピュータのようなホスト・コンピュータ・シ
ステムのバス構成130 に接続されるディジタル入出力を
有する。ホスト・コンピュータ・システムは、中央処理
装置140 と、ランダム・アクセス・メモリ150と、読取
り専用記憶装置160と、ハード・ディスク装置又はテー
プ・ストリーマ(streamer)等のような大容量記憶装置17
0 とを備える。それらは全てバス構成130 により相互接
続される。バス構成130はローカル・エリア・ネットワ
ーク180内の他のコンピュータ・システムにも接続され
る。ビデオ捕捉アダプタ110 は、ホスト・コンピュータ
・システムのバス構成130 に解放できるように接続させ
るのに適した周辺カードの形式にすることができる。

【００１５】動作中、イメージ捕捉アダプタ110はPALビ
デオ信号から輝度情報及びクロミナンス情報を引出す。
輝度情報は、PAL ビデオ信号の水平同期パルスに同期し
たサンプリング・クロック周波数でイメージ捕捉アダプ
タ110 の輝度サンプラによりサンプリングされディジタ
ル化される。一般に、ビデオ信号はライン当り1000回サ
ンプリングされる。クロミナンス情報は信号処理装置に
よりイメージ捕捉アダプタ110 においてサンプリング・
クロック周波数の何分の一かの周波数でサブサンプルさ
れディジタル化される。中央処理装置140 は、アプリケ
ーション・コンピュータ・プログラムの制御の下で、デ
ィジタル化された輝度及びクロミナンス情報を、ランダ
ム・アクセス・メモリ150 又は大容量記憶装置170 にデ
ータ・ファイルとして記憶し、ローカル・エリア・ネッ
トワーク180 で他のコンピュータ・システムに伝達し、
又はイメージ捕捉アダプタ110でビデオ出力装置120への
出力に適合しうるデータとして処理できる。

【００１６】図２で、実線の矢印は、フィールド・ライ
ンｎ及びn+1 に対応しカラー・バーストＲに関して位相
誤差のないPAL ビデオ信号中のクロミナンス情報を表わ
すフェーザ(phasor)である。前述のように、PAL ビデオ
信号では、フィールド・ラインｎに対応するクロミナン
ス情報は、フィールド・ラインn+1 に対応するクロミナ
ンス情報のＶ成分とは反対極性のＶ成分を有する。しか
しながら、実際には、破線の矢印で示すように、フェー
ザはＱ度の位相誤差だけカラー・バーストＲに関してオ
フセットされることがある。このような位相誤差はフィ
ールド・ラインｎに対応するクロミナンス情報を過度に
赤くし、フィールド・ラインn+1 に対応するクロミナン
ス情報を過度に青くする。

【００１７】図３に示す本発明の信号処理装置の例は、
入力Ｕ及びＶがクロミナンス検出器20に接続されたクロ
ミナンス・サブサンプラ10を備える。クロミナンス・サ
ブサンプラ10のサンプル及び保持入力S/Hは外部リセッ
トにより除算ｍ(divide by m)カウンタ30に接続され
る。ｍはクロミナンス・サブサンプラ10のサンプリング
間隔を決定する。同期分離器40は水平同期出力HSYNC が
カウンタ30のクロック入力に接続され、垂直同期出力VC
YNCがANDゲート60及びORゲート80を介してカウンタ30の
リセット入力に接続される。ANDゲート60はクロミナン
ス検出器20からの +V出力によりインバータ(invertor)
ゲート50を介して活動が開始される。+V出力はクロミナ
ンス検出器20の一部の通常の位相比較器(図示せず)から
の出力である。カウンタ30のリセット入力はAND ゲート
70とORゲート80の組合せによりラッチされる。

【００１８】動作中、クロミナンス検出器20は、インタ
レース(interlace)されたPALビデオ信号からＵ及びＶ成
分を引出す。クロミナンス検出器20の+V出力はＶ成分の
極性を表わす。同期分離器40は、入力ビデオ信号から、
垂直同期成分VSYNC、及び偶数番号フレーム・ラインを
含むフィールドの水平同期成分HSYNC のみを引出す。以
下、偶数番号及び奇数番号のフレーム・ラインを含むフ
ィールドはそれぞれ偶数及び奇数フィールドと呼ぶ。同
期分離器40の出力、クロミナンス検出器20の+V出力、カ
ウンタ30のリセット入力及びクロミナンス・サブサンプ
ラ10のS/H 入力は活動状態では高いレベルである。

【００１９】カウンタ30は偶数フィールド水平同期信号
HSYNC により増分される。カウントがｍに達すると、カ
ウンタ30はサブサンプラ10のS/H 入力で出力パルスの形
式の活動開始信号を生成する。サブサンプラ10は、カウ
ンタ30からの活動開始信号に応答してｎ番目の画素毎の
Ｕ及びＶ成分を現在のラインに沿って記憶する。よっ
て、サブサンプラ10はビデオ信号の各フレームの n X 2
m マトリックスの画素毎に１つのＵ成分及び１つのＶ成
分を引出す。ビデオ信号はインタレースされるので、前
記マトリックスの幅は 2m である。

【００２０】ビデオ信号の各フレームの各フィールドの
終りで、次のフィールドの準備のために、ANDゲート60
及びORゲート80を介して、垂直同期信号VSYNCによりカ
ウンタ30がリセットされる。本発明に従って、ANDゲー
ト70は、VSYNCが非活動状態に戻ると、カウンタ30を使
用禁止にするためにORゲート80と共同してリセット入力
を活動状態に保持する。クロミナンス検出器20の+V出力
が活動状態になり、従ってAND ゲート70を使用禁止にす
ると、カウンタ30のリセット入力は非活動状態に戻る。
よって、各フィールドの始めに、クロミナンス検出器20
がビデオ信号中の正の極性を検出すると、カウンタ30は
単にリセット状態から再開始される。

【００２１】図４において、説明のためにｎ及びｍがそ
れぞれ４及び２にセットされるものと仮定すると、クロ
ミナンス・サブサンプラ10は、フレームの画素の4X4 の
マトリックス340、341及び342.... の各々の１つの画素
に対応するＵ及びＶ成分を引出す。陰影のある矢印及び
陰影のない矢印は、それぞれ、ビデオ信号のフレームＮ
及びフレームN+1 の中のライン毎のクロミナンス情報の
Ｖ成分の極性を示す。クロミナンス情報のＶ成分が正で
ある、フレームＮの図示された部分の偶数フィールドの
最初のラインはラインL0である。カウンタ30はL0、L4、
L8....で出力パルスを生成する。よってクロミナンス・
サブサンプラ10はラインL0、L4、L8....から四番目毎の
画素P0、P4、P8....に対応するＵ及びＶ成分を記憶す
る。

【００２２】フレームN+1 で、ラインL0、L4、L8....に
おけるクロミナンス情報のＶ成分の極性は、該フレーム
におけるラインは奇数番号であるので、この時点で切換
えられている。AND ゲート70はクロミナンス情報のＶ成
分が正になるまでカウンタ30をリセット状態に保持す
る。クロミナンス情報のＶ成分が正になる、フレームN+
1 の図示された部分の偶数フィールドの最初のライン
は、この時点ではラインL2であってラインL0ではない。
カウンタ30はここでラインL2、L6、L10.... に活動開始
信号を生成する。よって、クロミナンス・サブサンプラ
10はこの時点でラインL2、L6、L10....から四番目毎の
画素P0、P4、P8.... に対応するＵ及びＶ成分を記憶す
る。従って、クロミナンス・サブサンプラ10は、フレー
ムＮ及びフレームN+1の両者の中の画素の同じ4X4マトリ
ックスの各々の１つの画素に対応するＵ及びＶ成分を記
憶する。唯一の相違は、フレームＮから記憶されたＵ及
びＶ成分に対応する画素が、フレームN+1 から記憶され
たＵ及びＶ成分に対応する画素に較べて異なるライン上
にあることである。よって、本発明に従ってフレームＮ
の画素マトリックス340、341及び342から記憶されたＶ
成分は、フレームN+1の画素マトリックス340、341及び3
42から記憶されたＶ成分と同じ極性を有する。

【００２３】図５において、説明のためにｎ及びｍがそ
れぞれ６及び３にセットされるものと仮定すると、クロ
ミナンス・サブサンプラ10はフレームの画素の6X6 のマ
トリックス440、441....の各々の１つの画素に対応する
Ｕ及びＶ成分を引出す。クロミナンス情報のＶ成分が正
である、フレームＮの図示された部分の偶数フィールド
の最初のラインは、ラインL0である。カウンタ30はライ
ンL0、L6....に出力パルスを生成する。よって、クロミ
ナンス・サブサンプラ10はラインL0、L6....から六番目
毎の画素P0、P6....に対応するＵ及びＶ成分を記憶す
る。

【００２４】フレームN+1で、ラインL0、L6.... にある
クロミナンス情報のＶ成分の極性は、該フレームにおけ
るラインが奇数番号であるので切換えられている。AND
ゲート70はクロミナンス情報のＶ成分が正になるまでカ
ウンタ30をリセット状態に保持する。クロミナンス情報
のＶ成分が正になる、フレームN+1 の図示された部分の
偶数フィールドの最初のラインは、この時点ではライン
L2であってラインL0ではない。カウンタ30はここでライ
ンL2、L8....に活動開始信号を生成する。よって、クロ
ミナンス・サブサンプラ10はここでラインL2、L8....か
ら六番目毎の画素P0、P6....に対応するＵ及びＶ成分を
記憶する。よって、本発明に従ってフレームＮの画素マ
トリックス440及び441から記憶されたＶ成分は、フレー
ムN+1 の画素マトリックス440及び441から記憶されたＶ
成分と同じ極性を有する。

【００２５】以上説明した本発明の実施例では、同期分
離器40の出力、クロミナンス検出器20の+V出力、カウン
タ30のリセット入力、及びクロミナンス・サブサンプラ
10のS/H 入力は活動状態では高いレベルである。しかし
ながら、本発明の他の実施例では、これらの入力及び出
力は活動状態では低いレベルとすることがある。更に、
以上説明した本発明の実施例では、クロミナンス情報は
ビデオ信号の偶数フィールドから排他的にサブサンプル
される。本発明の他の実施例では、クロミナンス情報は
ビデオ信号の奇数フィールドから排他的に、又はビデオ
信号の奇数及び偶数フィールドの組合せから、どちらの
場合も、フレーム間のサブサンプリングの損失なしに、
サブサンプルすることができる。

【００２６】以上説明した本発明の実施例では、クロミ
ナンス・サブサンプラ10はハードワイヤ(hardwire)され
たロジック回路により制御される。しかしながら、本発
明の他の実施例では、クロミナンス・サブサンプラ10
は、マイクロプロセッサのようなプログラム式処理装置
により、又はプログラム式処理装置及びハードワイヤ・
ロジックの組合せにより制御される。更に、以上説明し
た本発明の実施例では、前記カウンタはクロミナンス情
報のＶ成分の正の極性の検出によってのみリセット状態
から再開始される。しかしながら、本発明の他の実施例
では、前記カウンタはクロミナンス情報のＶ成分の負の
極性の検出によってのみリセット状態から再開始される
ことがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＡＬビデオ信号を処理するコンピュータ・シ
ステムのブロック図である。

【図２】ＰＡＬビデオ信号のクロミナンス・エレメント
の位相図である。

【図３】本発明の信号処理装置の実施例のブロック図で
ある。

【図４】本発明に従って処理された画素のフレームの一
部を示す図である。

【図５】本発明に従って処理された画素のフレームの一
部を示す図である。

【符号の説明】

10 クロミナンス・サブサンプラ 20 クロミナンス検出器 30 除算ｍカウンタ 40 同期分離器 50 インバータ・ゲート 60 ANDゲート 70 ANDゲート 80 ORゲート 100 PALビデオ信号ソース 110 ビデオ捕捉アダプタ 120 ビデオ出力装置 130 バス構成 140 中央処理装置 150 ランダム・アクセス・メモリ 160 読取り専用記憶装置 170 大容量記憶装置 180 ローカル・エリア・ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダビッド・チャールス・コンウェイ−ジョーンズイングランド、エス・オー22 ５イー・イー、ハンプシャー、ウインチェスター、グリーンヒル・ロード 15 (72)発明者ダビッド・ジョン・ブラウンイングランド、ビー・エッチ24 ２ディー・エックス、ハンプシャー、リングウッド、アシレイ・ヒース、ホワイトフィールド・パーク 21 (72)発明者ジョン−ハン・キムイングランド、エス・オー20 ６エル・ダブリュー、ハンプシャー、ストックブリッジ、ホートン、マーウィム・コテージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号処理装置であって、第一の信号に応答し、ライン位相反転（ＰＡＬ）ビデオ
信号中のＵおよびＶ成分をサンプリングするクロミナン
スサンプラと、前記ＰＡＬビデオ信号中の水平成分に反応し、一定数の
水平同期信号を前記ＰＡＬビデオ信号中に検出したとき
に前記第一の信号を発生するカウンタ手段と、前記ＰＡＬビデオ信号中の垂直同期成分に反応し、前記
ＰＡＬビデオ信号中に垂直同期パルスを検出する度に前
記カウンタ手段を禁止状態にし、また、前記ＰＡＬビデ
オ信号中のＶ成分に所定の極性を検出して前記カウンタ
手段をリセット状態から再始動する論理手段と、を含むもの。
【請求項２】前記一定数は２の倍数である請求項１の
信号処理装置。
【請求項３】前記カウンタ手段は前記ＰＡＬビデオ信
号の夫々のフレームの一のフィールドに係わる前記水平
同期パルスに反応することを特徴とした請求項１または
請求項２の信号処理装置。
【請求項４】ＰＡＬビデオ信号をコンピュータシステ
ムのバス上で転送すべくデータストリームに変換するた
めのイメージ補足アダプタであって、請求項１乃至請求
項３の信号処理装置を含むもの。
【請求項５】ＰＡＬビデオ信号をサブサンプルする方
法であって、前記ＰＡＬビデオ信号の水平同期成分中に所定数の水平
同期パルスが検出されたときにカウンタ手段を通じ第一
の信号を発生するステップと、前記第一の信号に応答し、前記ＰＡＬビデオ信号中のＵ
成分とＶ成分をサンプリングするステップと、前記ＰＡＬビデオ信号の垂直成分中の垂直同期パルス信
号を検出したときに前記カウンタをリセットし、禁止状
態にするステップと、前記ＰＡＬビデオ信号のＶ成分中に特定の極性を検出し
たときは、前記検出手段を前記リセット状態から再始動
するステップと、からなる方法。