JPH0779445A - 画像圧縮装置及び画像圧縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成が簡単で部品点数の少ない低コスト
の画像圧縮装置を提供することを目的とする。 【構成】 子画面用のコンポジットビデオ信号は、Ａ／
Ｄコンバータ５１でデジタルデータ化するとともに、フ
ィルタ回路５２で輝度信号Ｙの低域部分と色差信号とを
選択通過させて時間軸圧縮処理に不用な帯域部分がカッ
トされる。次に、色差入換回路５３では、色差信号（Ｒ
−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）とを入れ換える。そして、リサンプ
リング回路では、４ｆ_sc／３によりリサンプリング処理
を行うことにより、２ｆ_sc／３以上の帯域の色差信号に
折り返し成分が発生して周波数変換が行われる。このリ
サンプリング後のデータは、４ｆ_sc／３のクロックを使
ってフィルドメモリ５５に書き込んで、４ｆ_scのクロッ
クで読み出すことにより、１／３に時間軸圧縮された子
画面用の画像データが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ受像機等の画面
中に別の小さいモニタ画面を挿入表示させる、いわゆる
ＰｉｎＰ（ピクチャ・イン・ピクチャ）表示を行うため
の画像圧縮装置及び画像圧縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＰｉｎＰ回路１１は、親画面中に
子画面を表示するため、親画面と子画面の各画像データ
を作り出して、これらを合成する必要があった。

【０００３】そこで、従来のＰｉｎＰ回路１１は、図９
に示すように構成されている。すなわち、子画面表示用
のコンポジットビデオ信号は、Ｙ／Ｃ分離回路１２で輝
度信号Ｙと色信号Ｃとに分離され、さらにクロマ回路１
３でＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙのそれぞれの信号に分解され
る。そして、これら３つの信号は、Ａ／Ｄコンバータ１
４でサンプリングされ、デジタルデータとしてフィール
ドメモリ１５に書き込まれる。このデジタルデータは、
フィールドメモリ１５に書き込む書き込みクロックより
も速いクロック周波数で読み出しを行うことにより時間
軸圧縮される。そして、時間軸圧縮された子画面表示用
の画像データは、Ｄ／Ａコンバータ１６で再びＹ，Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙの３つのアナログ信号に戻される。

【０００４】一方、親画面表示用のコンポジットビデオ
信号は、ＹＣ分離回路１７で輝度信号Ｙと色信号Ｃとに
分離され、さらにクロマ回路１８でＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
の３つの信号に分解される。そして、この親画面表示用
の信号は、信号合成回路１９において上記の子画面表示
用の信号と合成される。この合成された信号は、親子画
面の画像データとしてＣＲＴ（Cathode Lay Tube) 上に
表示するため、ビデオエンコーダ２０を通してコンポジ
ットビデオ信号に戻され、図示しないＣＲＴ駆動回路を
経てＣＲＴに入力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のＰｉｎＰ回路にあっては、親画面中に子画面を挿入表
示するため、画像データを時間軸圧縮する必要があり、
図９に示すように、２つのＹ／Ｃ分離回路１２、１７と
２つのクロマ回路１３、１８及びビデオエンコーダ２０
が必要であった。このため、従来の画像圧縮装置は、回
路規模が大きくなり、高コストになるという問題があっ
た。

【０００６】そこで、本発明は、回路構成が簡単で部品
点数の少ない低コストの画像圧縮装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像圧縮
装置は、コンポジットビデオ信号の輝度信号の低域と色
差信号の帯域を通過させるフィルタと、このフィルタか
ら出力されたコンポジットビデオ信号の色差信号のＲ−
Ｙ成分とＢ−Ｙ成分を入れ換える色差入換手段と、この
色差入換手段によりＲ−Ｙ成分とＢ−Ｙ成分が入れ換え
られたコンポジットビデオ信号を圧縮率に対応する周波
数でリサンプリングする圧縮手段と、を有することによ
り上記目的を達成する。

【０００８】また、請求項２記載の画像圧縮方法は、コ
ンポジットビデオ信号のまま画像圧縮する画像圧縮方法
であり、コンポジットビデオ信号の色差成分を輝度信号
側へ周波数シフトし、輝度信号及び周波数シフトされた
色差信号から成るコンポジットビデオ信号を時間軸圧縮
するステップを含むことにより上記目的を達成する。

【０００９】

【作用】本発明の画像圧縮装置では、コンポジットビデ
オ信号を時間軸圧縮する前に、フィルタを使ってビデオ
信号における輝度信号の低域部分と色差信号とを選択通
過させ、データの時間軸圧縮に伴う不用なコンポジット
ビデオ信号の帯域を予め取り除いておく。そして、リサ
ンプリング手段を用いてコンポジットビデオ信号をリサ
ンプリングすることにより、色差信号の折り返し成分を
発生させ、色差信号の周波数変換を行う。そして、色差
入換手段は、搬送波の２分の１以下の周波数で２つの色
差信号の入れ換えを行うことにより、上記リサンプリン
グ処理によって入れ換わる色差信号を元の状態に戻すこ
とができる。これにより、上記子画面の画像データは、
正常な色調が保持される。

【００１０】従って、本発明の画像圧縮装置は、コンポ
ジットビデオ信号のまま子画面の画像データを時間軸圧
縮することが可能となり、従来のようにＹ／Ｃ分離回
路、クロマ回路あるいはビデオエンコーダ等の回路が不
用となるため、回路構成が簡単で、部品点数が少なく、
低コスト化できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１２】図１〜図８は、本発明の画像圧縮装置の一
実施例を示す図である。

【００１３】まず、構成を説明する。

【００１４】図１は、本実施例に係る画像圧縮装置を備
えたテレビ受像機の構成を示すブロック図である。図１
に示されるテレビ受像機３１は、まず、親画面用と子画
面用の電波をそれぞれ受信するアンテナ３２、３３と、
受信した高周波信号の中から受信しようとするチャネル
を選局するチューナ３４、３５と、選局された高周波信
号から中間周波信号を取り出して増幅し、コンポジット
ビデオ信号（Ｖ₁ ，Ｖ₂ ）として出力するＩＦ処理部３
６、３７とを有する。

【００１５】子画面選択回路３８と親画面選択回路３９
は、上記ＩＦ処理部３６、３７からのコンポジットビデ
オ信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ の何れの信号を親画面あるいは子画面
に表示させるかを切り換えるものである。

【００１６】子画面発生回路４０は、子画面選択回路３
８で選択された子画面用のコンポジットビデオ信号Ｖ_S1
を親画面中にＰｉｎＰ（ピクチャ・イン・ピクチャ）と
して挿入する子画面信号を作成するものである。

【００１７】親子画面合成回路４１は、上記親画面選択
回路３９からの親画面信号と上記子画面発生回路４０か
ら出力される子画面信号とを合成処理し、親画面の所定
位置に所定の大きさの子画面を挿入した親子画面のコン
ポジットビデオ信号を出力する。

【００１８】Ｙ／Ｃ分離回路４２は、親子画面合成回路
４１から出力される親子画面のコンポジットビデオ信号
を輝度信号Ｙと色差信号Ｃとに分離するものである。

【００１９】クロマ回路４３は、Ｙ／Ｃ分離回路４２で
分離された輝度信号Ｙと色差信号ＣとをＣＲＴ４４でカ
ラー画像表示を行うＲＧＢ信号に変換するものである。

【００２０】コントロール信号発生回路４５は、上記チ
ューナ３４、３５にそれぞれチューニング信号を出力し
て所定のチャネルを選局したり、上記子画面選択回路３
８、親画面選択回路３９にそれぞれ切換信号を出力し
て、何れの画像データを親画面あるいは子画面に表示す
るかの切り換え指示を行う。このコントロール信号発生
回路４５は、図示しない外部リモコンから送信される赤
外線パルス等のリモコン信号をリモコン受信器４６の受
光部で受信し、受信したリモコン信号に基づいて上記各
部を制御する各種コントロール信号を出力する。

【００２１】同期分離回路４７、４８は、コンポジット
ビデオ信号から垂直及び水平同期信号を取り出すもので
ある。

【００２２】タイミング信号発生回路４９は、この垂直
及び水平同期信号に基づいて各種タイミング信号を作成
し、各部へ出力する。

【００２３】本実施例の特徴的な構成は、上記子画面発
生回路４０を用いて親画面中に挿入表示する子画面の画
像データを作成する点である。

【００２４】図２は、図１の子画面発生回路の詳細な構
成ブロック図である。図２において、子画面発生回路４
０は、Ａ／Ｄコンバータ５１、フィルタ回路５２、色差
入換回路５３、リサンプリング回路５４、フィルドメモ
リ５５、Ｄ／Ａコンバータ５６から構成されている。

【００２５】図１の子画面選択回路３８から出力される
子画面用のコンポジットビデオ信号（Ｖ_S1）は、Ａ／Ｄ
コンバータ５１に入力され、４ｆ_SC（ｆ_SC：色副搬送波
周波数）のクロック周波数でサンプリングされ、デジタ
ルデータ化される。

【００２６】フィルタ回路５２は、上記Ａ／Ｄコンバー
タ５１でサンプリングされたデジタルデータのうち輝度
信号Ｙの高域部分（例えば、１．２ＭＨｚ以上）をカッ
トして低域部分（０〜１．２ＭＨｚ）のみを通過させる
とともに、３．５ＭＨｚの色差信号Ｃを通過させるもの
である。このフィルタ回路５２は、時間軸圧縮処理する
際に発生する不要な帯域部分を予めカットするためにあ
る。

【００２７】色差入換回路５３は、上記フィルタ回路５
２を通過してきた（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）の色差信号の
入れ換えを行う回路である。この回路５３は、次段で色
差信号の周波数を変換する際に、リサンプリング処理に
より色差信号の（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）とが入れ換わる
ため、予め２つの色差信号を入れ換えるものである。リ
サンプリング回路５４では、輝度信号Ｙの１．２ＭＨｚ
以下の低域部分と色差入換が行われた３．５ＭＨｚの色
差信号Ｃとをここでは、１／３に時間軸圧縮するために
標本化周波数（ｆ_S ）＝（４ｆ_SC／３）を使ってリサン
プリング処理する。これにより、ｆ_S ／２（＝２ｆ_SC／
３）以上の帯域の色信号は、標本化定理が満たされない
ため、折返し成分が発生して、周波数が変換される。

【００２８】フィルドメモリ５５は、リサンプリング回
路５４でリサンプリングされたデータを書き込むメモリ
である。フィルドメモリ５５へ書き込むデータは、４ｆ
_SC／３のクロックを使って書き込みが行われる。また、
このとき同時に１／３ライン毎に書き込むことにより、
垂直方向の圧縮が行われる。そして、フィルドメモリ５
５からデータを読み出す場合は、４ｆ_SCのクロックで読
み出しが行われる。このため、本実施例の子画面発生回
路４０では、１／３に時間軸圧縮された子画面用の画像
データが得られる。

【００２９】Ｄ／Ａコンバータ５６は、上記の時間軸圧
縮されたデジタル画像データをアナログ画像データに変
換する。そして、このＤ／Ａコンバータ５６から出力さ
れた子画面信号は、親子画面合成回路４１で親画面信号
に合成されて親子画面信号として出力される。

【００３０】図３は、図２の色差入換回路の構成ブロッ
ク図である。図３に示されるように、色差入換回路５３
は、カウンタ６１及び６２を使って２クロック遅れでセ
レクタ６３の入力端子Ｂに色差信号（Ｒ−Ｙ），−（Ｒ
−Ｙ）が入力されるとともに、現時点の色差信号（Ｂ−
Ｙ），−（Ｂ−Ｙ）が入力端子Ａに入力され、セレクタ
６３で各入力信号を２ｆ_SCのクロックを使って切り換え
選択することにより、色差信号の（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−
Ｙ）とを入れ換えることができる。

【００３１】図４は、図３に係る色差入換回路を使って
色差信号の入換動作を説明する波形図である。図４
（ａ）に示すように、入力波形の（Ｒ−Ｙ），−（Ｒ−
Ｙ）は、２クロック遅れて入れ換えが行われ、図４
（ｂ）に示すような入換出力波形としてセレクタ６３か
ら出力される。図４（ｃ）は、セレクタ６３のセレクト
信号波形を示すもので、セレクト信号が「１」の場合に
はＢ入力を選択して出力し、セレクト信号が「０」の場
合にはＡ入力を選択して出力する。

【００３２】なお、上記クロックは、タイミング信号発
生回路４９から出力される。

【００３３】本発明の画像圧縮装置は、上記のように構
成されており、以下その動作を説明する。

【００３４】まず、図１に示すように、アンテナ３２、
３３で受信された高周波信号は、それぞれのチューナ３
４、３５で選局される。このチューニング信号は、ユー
ザが図示しないリモコンから発するリモコン信号に基づ
いて、チューニングに関するコントロール信号（チュー
ニング信号）が発生する。このチューニング信号により
選択されたチャネルが中間周波信号に変換され、ＩＦ処
理部３６、３７により映像信号が取り出されて増幅さ
れ、子画面選択回路３８と親画面選択回路３９にそれぞ
れ入力される。そして、上記したコントロール信号発生
回路４５は、子画面選択回路３８と親画面選択回路３９
に対して何れの中間周波信号を親画面信号あるいは子画
面信号とするかを選択する切換信号を出力する。

【００３５】ここで、子画面選択回路３８から出力され
るコンポジットビデオ信号Ｖ_S1は、子画面発生回路４０
で子画面信号に変換される。

【００３６】図５は、図２の子画面発生回路で処理され
る時間軸圧縮を示す図で、図６は、そのときの信号スペ
クトルを示す図である。図２に示す、子画面発生回路４
０に入力される子画面のコンポジットビデオ信号
（Ｖ_S1）は、図５（ａ）に示すように、Ａ／Ｄコンバー
タ５１でｆ_S （＝４ｆ_SC）のクロックでサンプリングさ
れてデジタルデータに変換される。そして、この信号ス
ペクトルは、図６（ａ）に示すようになり、フィルタ回
路５２で輝度信号Ｙの１．２ＭＨｚ以上の高域部分がカ
ットされるとともに、３．５ＭＨｚの色差信号Ｃを通過
させることにより、図６（ｂ）に示すような帯域制限さ
れた信号スペクトルが得られる。

【００３７】次に、図２に示すフィルタ回路５２を通過
した信号は、色差入換回路５３に入力される。図３の色
差入換回路５３では、色差信号（Ｒ−Ｙ），−（Ｒ−
Ｙ）がカウンタ６１、６２により２クロック遅れでセレ
クタ６３に入力されるとともに、現時点の色差信号（Ｂ
−Ｙ），−（Ｂ−Ｙ）が入力されて、２ｆ_SCのクロック
を使ってセレクタ６３で入力信号の切り換え選択が行わ
れる。これにより、図４（ｂ）に示すような色差信号
（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）との入れ換えを行うことができ
る。

【００３８】このようにして、色差入換が行われたコン
ポジットビデオ信号は、図５（ｂ）に示すように、リサ
ンプリング回路５４でｆ_S ／３（＝４ｆ_SC／３）のクロ
ックを使ってリサンプリングされる。これにより、１／
２・ｆ_S ／３以上、すなわち２ｆ_SC／３以上の帯域のも
のは標本化定理が満たされないため、折り返し成分を発
生する。すなわち、色差信号Ｃは、図６（ｃ）に示すよ
うに、２ｆ_SC／３以上であるので、リサンプリングを行
うと折り返し成分を発生し、色差信号Ｃ₁ が輝度信号Ｙ
₁ の周波数に合うように周波数変換される。

【００３９】また、図６（ｂ）の輝度信号Ｙは、２ｆ_SC
／３以下であるのでリサンプリングしても折り返し成分
は発生せず、そのままリサンプリング結果として、図６
（ｃ）に示す輝度信号Ｙ₁ となる。

【００４０】次に、上記したリサンプリング結果は、４
ｆ_SC／３の書き込みクロックを使ってフィールドメモリ
５５に書き込まれる。また、このとき同時に１／３ライ
ン毎に書き込むことにより、垂直方向の圧縮が行われ
る。そして、フィールドメモリ５５に書き込まれたデー
タを読み出す場合は、ｆ_S （＝４ｆ_SC）のクロックで読
み出すため、図５（ｃ）に示すように、１／３に時間軸
圧縮された画像データを得ることができる。これを図６
（ｄ）で見ると、輝度信号Ｙ₂ の周波数が３倍に拡大し
ており、色差信号Ｃ₂ は時間軸圧縮されたにも関わら
ず、色副搬送波周波数ｆ_SCが３．５ＭＨｚに保たれてい
ることがわかる。

【００４１】そして、上記した図６（ｄ）と図６（ａ）
とのスペクトルを比較した場合は、同じように見える
が、図６（ｃ）に示すように、リサンプリング処理によ
り色信号Ｃの折り返し成分Ｃ₁ を発生しており、時間軸
圧縮を行った図６（ｄ）の色信号Ｃ₂ は、色信号Ｃの３
ｆ_SC／２に対する鏡像となるため、リサンプリングによ
り色差信号（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）とが入れ換わること
になる。

【００４２】しかし、本実施例の子画面発生回路４０で
は、上記した色差入換回路５３により色差信号（Ｒ−
Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）との入れ換えが予め行われているの
で、リサンプリングによって色差信号の配置が正常に戻
り、適正な子画面信号が得られる。

【００４３】図７は親画面信号と子画面信号の波形を示
す図であり、その（ａ）は親画面合成回路に入力される
１水平走査周期（１Ｈ）の親画面信号波形を示す図であ
り、（ｂ）は親画面合成回路に入力される１Ｈの子画面
信号波形であり、（ｃ）は（ａ）の入力波形が連続する
概略波形図であり、（ｄ）は（ｂ）の子画面信号出力波
形が連続する概略波形図である。

【００４４】そこで、図７に示されるように、本実施例
の画像圧縮装置の子画面出力は、親画面の１／３に時間
軸圧縮されていることがわかる。

【００４５】そして、親子画面合成回路４１で合成され
た親子画面信号は、Ｙ／Ｃ分離回路４２で輝度／色差信
号とに分離され、クロマ回路４３でＲＧＢ信号に変換さ
れて、テレビ受像機３１のＣＲＴ４４の画面上にＰｉｎ
Ｐ画面が表示される。

【００４６】図８は、テレビ受像機のＣＲＴ画面上に表
示されたＰｉｎＰ画面の表示例を示す図である。図８に
示すように、ＣＲＴ４４の画面上には、ＰｉｎＰ画面と
して親画面７１とその一部に画面が縮小された子画面７
２が合成されて表示される。このように、従来の画像圧
縮装置は、ＰｉｎＰの子画面出力信号を得るために、一
度輝度信号Ｙと色差信号Ｃ（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）に分離し
ていたため、２つのＹ／Ｃ分離回路と２つのクロマ回路
及びビデオエンコーダ等が必要であった。しかし、本実
施例の画像圧縮装置では、コンポジットビデオ信号のま
ま時間軸圧縮できるので、上記回路に代えて子画面発生
回路４０があればよく、回路構成が簡略化できるととも
に、コストを低減することができる。

【００４７】なお、本発明は、ピクチャ・イン・ピクチ
ャの場合について説明したが、これに限定されず、種々
の応用が可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、コンポジットビデオ信号のま
ま子画面の画像データを時間軸圧縮することが可能とな
り、従来のような複数のＹ／Ｃ分離回路、クロマ回路あ
るいはビデオコンバータなどの回路が不要であって、回
路構成が簡略化され、装置自体を小型化することができ
るとともに、低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る画像圧縮装置を備えたテレビ受
像機の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の子画面発生回路の詳細な構成ブロック図
である。

【図３】図２の色差入換回路の構成ブロック図である。

【図４】図３に係る色差入換回路を使って色差信号の入
換動作を説明する波形図である。

【図５】図２の子画面発生回路での時間圧縮を示す図で
ある。

【図６】図２の子画面発生回路で処理される信号スペク
トルを示す図である。

【図７】親画面信号と子画面信号の波形を示す図であ
る。

【図８】テレビ受像機のＣＲＴ画面上に表示されたＰｉ
ｎＰ画面の表示例を示す図である。

【図９】従来のＰｉｎＰ回路の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

３１ テレビ受像機 ３２、３３ アンテナ ３４、３５ チューナ ３６、３７ ＩＦ処理部 ３８ 子画面選択回路 ３９ 親画面選択回路 ４０ 子画面発生回路 ４１ 親子画面合成回路 ４２ Ｙ／Ｃ分離回路 ４３ クロマ回路 ４４ ＣＲＴ ４５ コントロール信号発生回路 ４６ リモコン受信器 ４７、４８ 同期分離回路 ４９ タイミング信号発生回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンポジットビデオ信号の輝度信号の低域
   と色差信号の帯域を通過させるフィルタと、 このフィルタから出力されたコンポジットビデオ信号の
   色差信号のＲ−Ｙ成分とＢ−Ｙ成分を入れ換える色差入
   換手段と、 この色差入換手段によりＲ−Ｙ成分とＢ−Ｙ成分が入れ
   換えられたコンポジットビデオ信号を圧縮率に対応する
   周波数でリサンプリングする圧縮手段と、 を有することを特徴とする画像圧縮装置。
2. 【請求項２】コンポジットビデオ信号のまま画像圧縮す
   る画像圧縮方法であり、 コンポジットビデオ信号の色差成分を輝度信号側へ周波
   数シフトし、 輝度信号及び周波数シフトされた色差信号から成るコン
   ポジットビデオ信号を時間軸圧縮するステップを含むこ
   とを特徴とする画像圧縮方法。