JPH0673072B2 - 静止画像の映像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は静止画像の映像処理装置に係り、特には、生成
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ソナルコンピ
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、静止画像を入力映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、入力映像を２値化して静止画像を得る分野、例え
ば写真伝送やファクシミリの分野では、静止画像を手段
としていわゆるディザ（DITH−ER）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。

（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
とができる静止画像の映像処理装置を提供することとも
に、この映像処理装置において、画面上で干渉しまとな
って現れるビート成分を画面上で静止させて画質の向上
をはかることを目的している。

（発明の構成） 第１図は本発明の構成を示したブロック図である。

即ち、本発明は、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１から出力されたクロックパルス
の直流を阻止して、これを静止画像の映像信号に重畳さ
せるクロックパルス重畳手段２と、前記クロックパルス
が重畳された映像信号を、前記映像信号の平均値レベル
にほぼ等しいスレショルドレベルで波形整形するスイッ
チングトランジスタ３と、前記波形整形された信号を前
記クロックパルスの周期よりも短いタイミングでサンプ
リングするサンプリング手段４と、前記サンプリングさ
れた信号を記憶する記憶手段５と、前記記憶手段に記憶
された内容を適宜に変換して映像データとして出力する
信号変換手段６とを具備した静止画像の映像処理装置で
あって、前記クロックパルス発生手段１は前記映像信号
に同期したクロックパルスを出力するものであることを
特徴としている。

次に、本発明の作用を説明する。

クロックパルスが重畳していない映像信号をスイッチン
グトランジスタ３に与えただけでは、そのスレッショル
ドレベルで変化する明部と暗部の２階調が得られるだけ
であるが、前記映像信号にクロックパルスを重畳させる
と、スレッショルドレベル付近に明部と暗部の細かい繰
り返し部分を得ることができる。この部分が中間調に相
当するものであり、例えば、静止画像が白黒である場合
には前記中間調部分は灰色になり、静止画像が赤色であ
る場合には赤と黒の中間色である茶色となる。また、映
像信号に重畳されるクロックパルスは、映像信号に同期
しているので、画面上に干渉しまとなって現れる映像信
号とクロックパルスとのビート成分は、画面上に静止す
る。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第２図は本発明の一実施例の具体的な回路であり、特
に、クロックパルス重畳手段２およびスイッチングトラ
ンジスタ３の具体的な構成を示している。同図において
第１図と同一部分は同一符号で示してある。

スイッチングトランジスタ３はNPN型のトランジスタで
あって、静止画像の映像信号としての輝度信号の平均値
レベルにほぼ等しいスレッショルドレベルを有してい
る。スイッチングトランジスタ３のベースには、並列接
続された抵抗R1とスピートアップコンデンサC1を介して
前記輝度信号が与えられる。また、スイッチングトラン
ジスタ３のベースからコレクタに向けて、立ち上がり改
善用のダイオードD1が順方向に接続されている。また、
スイッチングドラツグリンク３のベースは抵抗R2を介し
て接地されており、コレクタは抵抗R3を介して直流電圧
ライン＋Ｂに接続されており、エミッタは接地されてい
る。さらに、スイッチングドラツグリンク３のベースに
は、直列に接続された直流阻止コンデンサC2及び抵抗R4
を介してクロックパルス発生回路１が接続されている。
したがって、前記抵抗R1,R2,R4およびコンデンサC2は、
前述したクロックパルス重畳手段２に対応している。

クロックパルス発生回路１は、第３図に具体的な回路図
を示すように、二つのNANDゲートG1,G2（但し、ゲートG
2は負論理で示されいる）および水晶発振子などからな
り、3MHzのクロックパルスを発生する。NANDゲートG2に
は垂直ドライブ信号VDが与えられており、本回路から出
力されるクロックパルスが前記垂直ドライブ信号VDに同
期するようになっている。

一方、スイッチングトランジスタ３の出力はサンプリン
グ回路４に与えられる。このサンプリング回路４は、前
記クロックパルスの周波数よりも高い周波数（本実施例
では28.636MHz）のタイミングパルスを制御回路７から
与えられている。

前記回路５は前記サンプリングされた１画面分の輝度信
号を記憶する画像メモリからなる。また、信号変換回路
６はシリアル／パラレル変換回路で構成されている。こ
れらの回路5,6は制御回路７から与えられるタイミング
パルスに同期して動作する。

次に上述した実施例の動作を第５図に従って説明する。

クロックパルス重畳回路２に入力する輝度信号は第５図
（ａ），（ｂ）に示されている。ただし、同図（ｄ）に
示した輝度信号波形は、同図（ａ）に示した波形の時間
軸を伸長して表している。

前記輝度信号ａがクロックパルス重畳回路２に入力する
と同時に、同図（ｂ）に示した垂直ドライブ信号VDがク
ロックパルス発生回路１に入力する。その結果、クロッ
クパルス発生回路１は、同図（ｃ）に示すように、この
垂直ドライブ信号VDに同期したクロックパルスｃを出力
する。なお、第３図に示したような水晶発振子を使用し
た発振回路は、立ち上がりが緩慢なために始動後一定時
間を経過しないと周波数が一定しない。そのために、画
像に必要な走査と同時に発振回路を駆動させると、画面
上に干渉しまとなって現れる輝度信号とクロックパルス
とのビート成分が、画面の上方で変化して画像が見苦し
くなるという不都合を生じる。そこで、本実施例ではク
ロックパルス発生回路１を垂直ドライブ信号の垂直ブラ
ンキング期間に始動して、この垂直ブランキング期間内
にクロックパルス発生回路１の発振を安定化させてい
る。このようにするとことにより、画面上に現れる干渉
しまが安定して前述したような不都合が回避される。

クロックパルス発生回路１から出力されたクロックパル
スｃの直流成分は、クロックパルス重畳回路２のコンデ
ンサC2によって阻止される。したがって、クロックパル
ス重畳回路２において前記輝度信号ａに重畳されるクロ
ックパルスのレベルは、輝度信号のレベルに応じて変化
することになる。その結果、輝度信号の平均値レベルで
は、重畳されたクロックパルスの振幅は大きく、輝度信
号の低いレベルおよび高いレベルにおいては、クロック
パルスの振幅は小さくなる。この重畳波形を同図（ｆ）
に示す。

このようなクロックパルス重畳された輝度信号ｆがスイ
ッチングトランジスタ３のベースに入力すると、スイッ
チングトランジスタ３は輝度信号の平均値レベルにほぼ
等しいスレッショルドレベルＡを備えているので、前記
信号ｆは、同図（ｇ）に示したように、２値化信号ｇに
波形整形される。

仮に、同図（ｄ）に示したようなクロックパルスを重畳
しない輝度信号を前述したと同様にスイッチングトラン
ジスタ３に入力したとすると、同図（ｅ）に示すような
輝度信号のレベルに応じた２値化信号が得られる。即
ち、スイッチングトランジスタ３のスレッショルドレベ
ルＡよりも高い輝度信号部分は明部、低い輝度信号部分
は暗部になる。これに対して、同図（ｆ）に示したよう
に輝度信号にクロックパルスを重畳した場合に得られる
２値化信号ｇは、同図（ｇ）から判るように、明部と暗
部との間に、明部と暗部との細かい繰り返しが生じてい
る。この部分が中間調部分となる。この実施例では、入
力信号が輝度信号であるから、この中間調部分は白と黒
の中間色である灰色となる。

このようにして得られた２値化信号ｇはサンプリング回
路４に与えられる。サンプリング回路４は、この２値化
信号ｇを前記重畳されたクロックパルスよりも短い周期
でサンプリングして、その出力信号を記憶回路５に与え
る。記録回路５は、サンプリングされた１画面分の輝度
信号を記憶する。記憶回路５に記憶された内容は、制御
回路７からの制御信号に基づき、信号変換回路６によっ
てシリアル／パラレル変換された後、映像データとして
図示しない外部表示装置としての例えば、パーソナルコ
ンピュータのCRTに与えられる。これにより、CRT画面に
は中間調を有した静止画像が写し出される。

このとき、輝度信号に重畳されるクロックパルスが、輝
度信号に同期していないと、輝度信号とクロックパルス
との差成分がビート（干渉しま）となって現れた場合
に、前記干渉しまが画面内を動き回るという不都合が生
じる。しかし、前述したように、輝度信号に重畳される
クロックパルスは、高度信号に同期しているから、前記
干渉しまが生じても、この干渉しまは画面上に静止して
いる。

前記実施例では、垂直ドライブ信号に同期したクロック
パルスを輝度信号に重量させたが、このクロックパルス
は水平ドライブ信号に同期させてもよい。第４図は水平
ドライブ信号に同期したクロックパルスを得る場合のク
ロックパルス発生回路の回路図を示している。

このクロックパルス発生回路は、6MHzの発振回路11と、
この発振回路11の出力をクロックパルス入力端子CKに、
水平ドライブ信号をクリア端子CLにそれぞれ入力するフ
リップフロップ12と、水平ドライブ信号をクロックパル
ス入力端子CKに与えられるフリップフロップ13と、フリ
ップフロップ13の出力を与えられ、そのレベルに応じて
フリップフロップ12のＱ出力または出力を通過させる
切り換え回路14とを含む。

次に第４図に示したクロックパルス発生回路の動作を第
６図に従って説明する。

第６図（ａ）は入力輝度信号を示している。同図（ｂ）
に示すような発振回路11の6MHzの出力ｂがフリップフロ
ップ12に与えられて1/2に分周されることにより、フリ
ップフロップ12のQ,端子からは3MHzで逆極性のパルス
d,eがそれぞれ出力される。このとき、フリップフロッ
プ12の出力は、同図（ｃ）に示す水平ドライブ信号HDが
入力されるごとにクリアされることにより、フリップフ
ロップ12の出力パルスd,eを輝度信号に同期させてい
る。ところで、フリップフロップ12の一方の出力をその
まま輝度信号に重畳させると、静止画像に縦あるいは斜
め方向の干渉しまが生じる。そこで、同図（ｆ）に示し
たフリップフロップ13のＱ出力ｆによって切り換え回路
14の接点の切り換えを行って出力Q,を交互に取り出し
ている。これにより、同図（ｇ）に示すように水平走査
ごとに極性が反転するクロックパルスｇが得られる。こ
のようにすると、ビート成分が水平走査ごとに分散され
て、前述したような画面上に現れる干渉しまが目立たな
くなり画質を一層向上させることができる。

このようなクロックパルスが輝度信号に重畳された後の
動作は前述した実施例の場合と同様であるから、ここで
はその説明を省略する。

なお、上述の実施例では、輝度信号にクロックパルスを
重畳する場合を例に採って説明した。しかし、本発明は
これに限られるものではなく、赤、緑、青の各色信号に
クロックパルスを重畳させて、前述と同様の信号処理を
それぞれについて行うものであってもよい。このように
することによりカラー静止画像の中間調表現を行うこと
ができる。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明に係る静止画像
の映像処理装置は、映像信号の平均値レベル付近にクロ
ックパルスを重畳し、これを前記平均値レベルにほぼ等
しいスレッショルドレベルを備えたスイッチングトラン
ジスタで波形整形して２値化することによって、前記映
像信号の平均値レベル付近の分解能を等価的に向上させ
ている。したがって、本発明によれば、従来装置によう
に分解能を上げるためにA/D変換器のビット数の増加や
これに伴うメモリ容量の増加の必要がなく、また、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いから、回路構成がたいへん
簡単になる。その結果、信号処理も速くなり、リアルタ
イムの静止画像表示を行うこともできる。

さらに、本発明の係る静止画像の映像処理装置は、映像
信号に重畳させるクロックパルスを、前記映像信号を同
期させているから、干渉しまとなって現れるビート成分
は画面上において静止している。映像信号とクロックパ
ルスとが同期していない場合は、前記干渉しまが画面上
を動き回って見苦しくなるのに対して、本発明によれば
このようなことがないから、高品質の静止画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示したブロック図、第２図は本
発明の一実施例の回路図、第３図は垂直ドライブ信号に
同期させる場合のクロックパルス発生回路１の回路図、
第４図は水平ドライブ信号に同期させる場合のクロック
パルス発生回路１の回路図、第５図は第２図および第３
図に示した実施例の動作波形図、第６図は第４図に示し
たクロックパルス発生回路の動作波形図である。 １…クロックパルス発生回路、２…クロックパルス重畳
回路、３…スイッチングトランジスタ、４…サンプリン
グ回路、５…記憶回路、６…信号変換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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出力されたクロックパ
   ルスの直流を阻止して、これを静止画像の映像信号に重
   畳させるクロックパルス重畳手段と、 前記クロックパルスが重畳された映像信号を、前記映像
   信号の平均値レベルにほぼ等しいスレッショルドレベル
   で波形整形するスイッチングトランジスタと、 前記波形整形された信号を前記クロックパルスの周期よ
   り短いタイミングでサンプリングするサンプリング手段
   と、 前記サンプリングされた信号を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された内容を適宜に変換して映像デ
   ータとして出力する映像変換手段とを具備した静止画像
   の映像処理装置であって、 前記クロックパルス発生手段は前記映像信号に同期した
   クロックパルスを出力するものであることを特徴とする
   静止画像の映像処理装置。