JPH0834560B2 - モザイク効果発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビデオ特殊効果装置、特にビデオ信号にモザ
イク効果を発生させる装置に関する。

［従来技術とその問題点］ 従来のデジタル・ビデオ効果によるビデオ・モザイク
効果を発生するには、入力ビデオ信号の映像（イメー
ジ）の大きさを圧縮して解像度を下げ、次に低下した解
像度の映像を所望の大きさの映像が得られるまで拡大す
ることにより行っている。この時点で、拡大した低解像
度の映像を複製して、最終出力映像として多数の矩型モ
ザイク・タイルの場面（シーン）を得ている。しかし、
このモザイク効果は、すべてのモザイク・タイルが同じ
である点で限界がある。

［発明の目的］ したがって、本発明の目的は、異なるモザイク・タイ
ルを有する新規なモザイク効果発生装置を提供すること
である。

［発明の概要］ 本発明のモザイク効果発生装置によると、入力ビデオ
信号を用いて、このビデオ信号に対して第１回目のサン
プル・ホールド（Ｓ＆Ｈ）を行って、第２ビデオ信号を
発生する。この第２ビデオ信号の有効走査方向を予め定
めた角度だけ回転して、第３ビデオ信号を発生する。次
に、この第３ビデオ信号に対してＳ＆Ｈを行って、第４
ビデオ信号を発生している。この第４ビデオ信号をスク
リーン上に表示すると、異なる矩型モザイクから成る表
示が得られる。

［実施例］ 第１図は、本発明のモザイク効果発生装置の好適な一
実施例のブロック図を示す。入力端子10は、従来の2:1
インターレースで、１水平走査期間が63.5μｓのエンコ
ード済の（変調された）合成（コンポジット）アナログ
・ビデオ信号を受ける。このインターレース信号の各フ
ィールドの始めには、垂直ブランキング期間がある。垂
直帰線期間外に多くの水平走査期間があり、各水平走査
期間は、水平ブランキング期間と能動（アクテイブ）映
像期間とより構成される。なお、能動映像期間は、約53
μｓである。

エンコード済の合成アナログ・ビデオ信号は、デモジ
ュレータ（復調器）及びデコーダ（復号器）12に印加さ
れ、ここで例えばＲ・Ｇ・Ｂ（赤・緑・青）成分に変換
される。復調器及び復合器12は、夫々Ｒ・Ｇ・Ｂの３成
分に対応する３つの出力端14、16及び18を有するが、こ
こではだだ１つの出力端14の出力信号の処理についての
み説明することとする。なお、これらの後段のブロック
における各信号成分の処理は、全く同じである。

例えば、Ｒ成分の信号は、復調器及び復号器を12の一
部であるフィルタの出力端14に得られ、アナログ・デジ
タル変換器（ADC）20に印加され、ここでサンプリング
・クロック発生器22の制御下でデジタル信号に変換さ
れ、付加処理が行なわれて、入力ビデオ信号中の同期信
号（情報）をデジタル信号成分から除外する。しかし、
入力ビデオ信号のブランキング期間に存する同期情報
は、第１図の装置の処理タイミング中にわたって維持さ
れ、且つこのデジタル信号を再度アナログ信号にエンコ
ード（符号化）する際に、再度挿入される。ADC20が出
力するデジタル成分信号は、例えば８ビット並列デジタ
ル・ワードのストリームである。このデジタル・ワード
（データ語）は、合成アナログ・ビデオ信号の一連のラ
インの能動映像期間に対応する一連のタイム・スロット
中に生じる。各タイム・スロットには、クロック発生器
22からの均一な周波数のクロック信号で決まる13.5MHz
のデータ周期（レート）で、720個のデジタル・ワード
を含んでいる。第２図の波形Ｒは、ADC20の出力信号の
性質を簡略的に図示したものである。よって、出力信号
は、一連のクロックのトランジション（遷移）毎に複数
のデイスクリート・レベル（０を含む）のうちの１つと
なる。

ADC20からのデジタル成分信号（デジタル・ワード）
は、入力ビデオ信号としてＳ＆Ｈ回路24に印加され、こ
のＳ＆Ｈ回路24には、水平サンプリング信号発生器26か
らサンプリング信号も入力される。このＳ＆Ｈ回路24
は、並列入力並列出力型レジスタであり、水平サンプリ
ング信号発生器26の出力（サンプリング信号ｓ）が高レ
ベルである限り、ADC20からのデジタル・ワードを通過
させる。水平サンプリング信号発生器26の出力が低とな
ると、直前のデジタル・ワードがレジスタ内に保持さ
れ、サンプリング信号が再度高になるまでレジスタの出
力に反復的に与えられる。通常、サンプリング信号は、
入力ビデオ信号に同期しているパルス状信号であり、数
個のサンプリング期間（サンプリング信号が低）は各能
動映像期間中に起る。各サンプリング期間の幅は、他の
サンプリング期間の幅に左右されることなく変更でき
る。よって、所定の能動映像期間中のすべてのサンプリ
ング期間は、同じ幅であるかも知れないが、能動映像期
間中に実質的にランダムに変更することにより、すべて
異なる期間となってもよい。一般には、サンプリング信
号のトランジション時間は、１フレーム中の各ライン間
で一定であるが、これは必須要件ではなく、例えば、水
平ブランキング期間中にライン毎に調節することもでき
る。サンプリング間隔は、オペレータ・インターフェー
ス（I/F）50からサンプリング信号発生器が受けた信号
に依存する。

Ｓ＆Ｈ回路24の出力信号は、水平方向に走査しサンプ
リングしたデジタル成分信号である。第２図の波形ｓ
は、このサンプリング信号を示し、波形Ｒ′は波形Ｒと
ｓに応じて動作したＳ＆Ｈ回路24の出力である。Ｓ＆Ｈ
回路24の効果は、波形Ｒ′を波形Ｒ及びｓと比較すれば
明らかとなろう。すなわち、水平サンプリング信号発生
器26からのサンプリング信号ｓは、第２図に示す如く、
クロック発生器22からのADC20用のクロック信号のよう
には規則的でなく、即ち、ランダムであり、且つトラン
ジションの数も少ない。また、Ｓ＆Ｈ回路24は、このサ
ンプリング信号ｓを用いて上述の如くADC20からのデジ
タル・ワード（ビデオ信号Ｒ）をサンプル・ホールド
し、第２ビデオ信号Ｒ′を出力する。よって、Ｓ＆Ｈ回
路24は、水平走査方向に、入力ビデオ信号の解像度をラ
ンダムに低下させる役割を担い、水平サンプリング信号
発生器26は、水平方向の解像度の低下、即ち、モザイク
の各タイル毎の水平方向の大きさを制御する役割を担
う。なお、ビデオ信号Ｒ及びＲ′は、デジタル・ワード
であるが、第２図においては、理解しやすくするため、
各デジタル・ワードに相当するアナログ波形として示し
てある。

図示する装置には、更にビデオ・スキャン（走査）変
換メモリ28を有する。これは、矩型ストレージ蓄積位置
の行列であると考えられる。このストレージ位置（記憶
位置）は、水平方向に各水平走査線の能動映像期間中に
起るデジタル・ワードの数（例えば、720）に等しく、
垂直方向のストレージ位置の数は、各フレーム中のアン
ブランキング水平線の数（例えば、486）に等しい。す
なわち、このビデオ走査変換メモリ28のストレージ位置
は、720×486の行列に配置されており、水平走査方向の
720個は、Ｓ＆Ｈ回路24による分解能低下に係わらず、A
DC20の水平走査方向の分解能に等しい。Ｓ＆Ｈ回路24の
出力信号は、メモリ28内に書込まれ、その書込みは所定
水平行のストレージ位置を順次満たし、順次次の行を満
たす。全てのフレームがストアされると、メモリ28の内
容が読出される。しかい、データ・ワードは、ライン
（行）毎ではなく、カラム（列）毎に読出される。その
結果、Ｓ＆Ｈ回路24でサンプリングしたデジタル成分信
号は、水平走査信号から垂直走査信号に変換され、且つ
サンプリングは抑圧される。

メモリ28の出力信号は、８ビット並列データ・ワード
のストリームである。このデジタル・ワードは、メモリ
28のカラムに対応する一連のタイム・スロット内に起
る。各タイム・スロットは、13.5MHzのデータ周期の486
個のデータ・ワードを含んでいる。すなわち、ビデオ走
査変換メモリ28は、水平走査方向（行方向）に順次書き
込んだ第２ビデオ信号を、垂直走査方向（列方向）に順
次読み出して第３ビデオ信号を発生するので、第２ビデ
オ信号の走査方向を回転させる回転手段としての役割を
担う。この場合、１つの列に対応する第３ビデオ信号内
では、時間的に隣接するデジタル・データは、ビデオ信
号の垂直走査方向に隣接しているデータである。

次に、メモリ28の出力信号は、第2S＆Ｈ回路36に印加
される。このＳ＆Ｈ回路36は、垂直サンプリング信号発
生器38からサンプリング信号を得て、Ｓ＆Ｈ回路24と同
様の方法で動作する。垂直サンプリング信号発生器38の
サンプリング信号は、通常、メモリ28から読出したデジ
タル成分信号のカラム読出しとトランジションが同期し
たランダムなパルス状信号である。これにより、ADC20
からのデジタル成分信号は、二次元サンプリングを受け
ることとなる。すなわち、Ｓ＆Ｈ回路36は、垂直走査方
向に入力ビデオ信号の解像度をランダムに低下させる役
割を担い、垂直サンプリング信号発生器38は、垂直方向
の解像度の低下、即ち、モザイクの各タイル毎の垂直方
向の大きさを制御する役割を担う。なお、Ｓ＆Ｈ回路36
の入力ビデオ信号及び出力ビデオ信号と、垂直サンプリ
ング信号発生器38からのサンプリング信号との関係は、
第２図に示す波形Ｒ、ｓ及びＲ′の関係と実質的に同じ
になる。Ｓ＆Ｈ回路36の出力信号は、第２走査変換メモ
リ40に入力される。

この第２走査変換メモリ40は、第１走査変換メモリ28
と同様であるが、逆方向に動作する。すなわち、ビデオ
走査変換メモリ40は、カラム方向（垂直走査方向）に順
次書き込んだビデオ信号を、ライン方向（水平走査方
向）に順次読み出すので、ビデオ走査変換メモリ28で回
転させたビデオ信号を再び回転させて、元に戻す役割を
担う。メモリ40の出力信号は、デジタル・アナログ変換
器（DAC）46によりアナログ信号に変換される。復調器
及び復号器12の別の出力端16及び18の出力信号（Ｇ及び
Ｂ成分）も、上述のＲ成分と同様に処理され、アナログ
信号に戻される。

加算回路47は、これら処理済みのＲ、Ｇ及びＢ成分の
アナログ信号を再合成する。垂直及び水平ブランキング
信号は、ブランキング挿入器48により、加算回路47から
の合成アナログ信号に挿入される。ブランキング挿入器
48の出力信号は、入力端子10に印加した信号と同じフォ
ーマットの合成アナログ・ビデオ信号であるが、画像を
水平及び垂直方向にランダムにサンプリングして解像度
を低下させたモザイク・パターンである。

モザイク・パターンのタイルは、矩型であり、タイル
のアスペクト比は、夫々Ｓ＆Ｈ回路24及び36でサンプル
を保持するサンプリング期間の比に依存する。すなわ
ち、Ｓ＆Ｈ回路24及び36の出力ビデオ信号は、ビデオ走
査変換メモリ28及び40に書き込まれるので、サンプル保
持期間によりタイルの大きさが決まる。もしサンプルを
両Ｓ＆Ｈ回路24及び36で同じ期間保持すると、モザイク
・タイルはすべて同じ大きさ及び同じアスペクト比とな
るが、Ｓ＆Ｈ回路24及び36のいずれか一方のサンプル保
持期間を不均一にすると、大きさ及びアスペクト比の異
なるモザイク・タイルが得られる。

本発明の第１図に示す実施例の動作を更に説明する。
なお、説明を簡略化するために、ADC20からのビデオ信
号のデジタル・ワードは、アナログ信号にした際に第２
図の波形Ｒのように３以上のレベルを有さず、２つのレ
ベルのみを有するパターン、即ち、文字であり、一例と
して文字「Ｒ」とする。

まず、第３図〜第５図を参照して、第１例を説明す
る。第３図は、ADC20からのビデオ信号のデジタル・ワ
ードが表す画像の一部をしめす。ここで、図の左側で縦
の列に示す０から９の数字は、画像の一部における走査
線の番号であり、図の上側で横の行に示す０から９の数
字は、各ラインにおけるピクセル（画素）図の番号であ
る。また、丸は、レベルが１（例えば黒）のピクセルを
示す。すなわち、第３図は、デジタル・ビデオ信号のデ
ジタル・ワードが文字「Ｒ」を表示する場合を示してい
る。Ｓ＆Ｈ回路24が、第３図の文字「Ｒ」を表すビデオ
信号のデジタル・ワードを受けると共に、第３図の下部
に示すサンプリング信号SHを水平サンプリング信号発生
器26から受けると、上述のようにサンプル及びホールド
（保持）動作を行う。なお、サンプリング信号SHは、各
ラインにおいて同じであり、ビデオ信号のデジタル・ワ
ードとのタイミング関係は、第３図に示す通りである。

Ｓ＆Ｈ回路24の出力信号であるデジタル・ワードを画
像にすると、第４図に示すようになる。すなわち、ライ
ンが０でピクセルが１（０、１）の信号が、サンプリン
グ信号SHの最初のパルスでサンプルされ、サンプリング
信号の２番目のパルスの前、即ち、ライン０のピクセル
４まで保持される。また、ラインが０でピクセルが５
（０、５）のデジタル・ワードが、サンプリング信号SH
の２番目のパルスでサンプルされ、サンプリング信号の
３番目のパルス（ピクセル10で生じるが、図示せず）の
前、即ち、ライン０のピクセル９まで保持される。Ｓ＆
Ｈ回路24が同様な動作を各ラインについて行うと、その
結果が第４図のパターンを表すデジタル・ワードにな
る。なお、第４図において、実線で囲んだ領域のピクセ
ルがレベル１（黒）で、点線で囲んだ領域のピクセルが
レベル０（白）であり、各領域は、サンプリング信号の
１つのパルスにより結果である。この関係は、後述の第
５図、第７図及び第８図においても同じである。

Ｓ＆Ｈ回路24の出力信号は、ビデオ走査変換メモリ28
に水平方向走査で書き込まれるので、第４図の左側のパ
ターンがそのままの状態で記憶されることになる。ビデ
オ走査変換メモリ28は、垂直走査方向で読み出しを行う
ので、Ｓ＆Ｈ回路36によるサンプルは、第４図のパター
ンを垂直方向に行うことになる。よって、Ｓ＆Ｈ回路36
が垂直サンプル信号発生器38からのサンプリング信号SV
（第４図に右側に示す）によりビデオ走査変換メモリ28
からのデジタル・ワードをサンプルする関係は、第４図
に示すような関係となる。

Ｓ＆Ｈ回路36によるサンプル及びホールドの結果は、
第５図に示すパターンに対応するデジタル・ワードにな
る。すなわち、本来の（ビデオ走査変換メモリ28で走査
方向を変換する前の）ライン０でピクセル１（第４図で
は、実線で囲まれた０、１の左端のピクセルに対応）
が、垂直サンプリング信号SVの最初のパルスでサンプル
され、垂直サンプリング信号SVの２番目のパルスの発生
する前、即ち、本来のライン４でピクセル１まで保持さ
れる。本来のライン５でピクセル１が垂直サンプリング
信号SVの２番目のパルスでサンプルされ、垂直サンプリ
ング信号SVの３番目のパルス（本来のライン10で発生す
るが、図示せず）の発生する前、即ち、本来のライン９
でピクセル１まで保持される。本来の各ピクセルについ
ても、第４図における垂直方向に同様なサンプル及び保
持が行われて、Ｓ＆Ｈ回路40の出力信号が表すパターン
が第５図に示すようになる。この場合は、本来のライン
０から９までの各ラインにおける本来のピクセル１から
９までのデジタル・ワードが１になってしまう。

ビデオ走査変換メモリ40は、ビデオ走査変換メモリ28
と同様に、書き込みと読み出しとでは、その走査方向が
90度なるので、ビデオ走査変換メモリ40から出力される
デジタル・ワードが表すビデオ信号は、通常の走査方向
のものとなる。よって、この場合は、第３図のパターン
（文字「Ｒ」）を表すビデオ信号のデジタル・ワード
を、本発明のモザイク効果発生装置により、第３図及び
第４図に示すサンプリング信号SH及びSVを用いて処理す
ることにより、第５図に示すパターンのモザイク・タイ
ルとなる。

次に、第６図〜第８図を参照して、第２例を説明す
る。第６図は、ADC20からのビデオ信号であるデジタル
・ワードが表すパターン（画像）は、第３図と同様に文
字「Ｒ」であるが、水平サンプリング信号発生器26から
のサンプリング信号SHが第３図の場合と異なる。上述と
同様な動作により、Ｓ＆Ｈ回路24の出力デジタル・ワー
ドが表すパターンは、第７図に示すようになる。また、
垂直サンプリング信号発生器38が発生するサンプリング
信号SVが第７図の左側に示すものであると、Ｓ＆Ｈ回路
36の出力デジタル・ワードが表すパターンは第８図に示
すようになる。このパターンの走査方向も、ビデオ走査
変換メモリ40により元に戻される。したがって、この場
合は、第６図のパターン（文字「Ｒ」）を表すビデオ信
号のデジタル・ワードを、本発明のモザイク効果発生装
置が、第６図及び第７図に示すサンプリング信号SH及び
SVを用いて処理することにより、第８図のパターンのモ
ザイク・タイルとなる。

ところで、本発明の実用例では、水平サンプリング信
号発生器26から与えられる信号の高から低への最初のト
ランジションは、必ずビデオ信号のラインの始めに起
る。もし後続の高低トランジションが能動ライン期間中
の均一期間に起り、この幅が720クロック期間（各ライ
ンに720クロック期間がある）の整数分の１でなけれ
ば、映像の右端のタイルは狭くなるであろう。これは好
ましくないので、サンプリング信号発生器26は、能動ラ
イン期間内の中央に均一幅のサンプリング期間が来るよ
うに設計する。これにより映像の左右両端に等しい幅の
狭いタイルが現れるようにする。その結果、美観に優れ
た映像が得られる。

各走査変換メモリ24及び40は、２フィールドがストア
でき、メモリ40からの出力信号の各フィールドは、入力
信号の対応フィールドから得ている。交互フィールド
で、垂直サンプリング信号の高／低トランジションに応
じて、Ｓ＆Ｈ回路36が保持するデジタル・ワードは、入
力ビデオ信号の異なるラインのピクセルを表す。もし、
このトランジションが入力場面の２つの異なる色領域間
の境界にあると、その結果得られるモザイク・タイルの
色は、境界両側の２つの色間でふらつきを生じる。これ
はタイルが極めて小さいと目障りになる。この問題を避
ける為に、オペレータ・インタフェース（I/F）50は、
タイルの大きさを表す信号を出し（もしタイルの大きさ
が異なれば最大のタイルの大きさ）、この信号が表す大
きさがコントローラ（図示せず）により決まる値（色の
ふらつきが生じる大きさの値）となると、コントローラ
によりメモリ28の出力信号の両フィールドを、同じ入力
フィールドから生じるようにする。

［変形変更］ 本発明は上述した特定実施例に限定されるものではな
い。また、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更
が可能であることは当業者には明らかであろう。例え
ば、ADC20の出力をＳ＆Ｈ回路24に直接印加することは
必須でなく、メモリ40の出力をDAC46に直接印加するこ
とも必須ではない。例えば、モザイク効果の前後にビデ
オ信号に他の特殊効果を重ねてもよい。また、本発明
は、復調器及び復号器12からの合成信号に限定すべきで
なく、またこれら信号は、ADC20への信号路にスイッチ5
4を介して接続された補助入力端子52からの別の信号源
から得てもよい。合成信号は、RGB成分である必要はな
く、例えばＹ・Ｉ・Ｑ成分であってもよい。本発明の好
適実施例では、メモリ40は逆変換システムの変更メモリ
である。

［発明の効果］ 本発明のモザイク効果発生装置によると、分解能を低
下させる第１及び第2S＆Ｈ回路と、ビデオ信号を回転さ
せるメモリとを用いて、第1S＆Ｈ回路により水平走査方
向の分解能を低下させ、第1S＆Ｈ回路からのビデオ信号
をメモリにより回転させて、第2S＆Ｈ回路により垂直方
向の分解能を低下させている。よって、第１及び第2S＆
Ｈ回路用の第１及び第２サンプリング信号を適切の設定
することにより、モザイクの各タイルの大きさ及びアス
ペクト比を任意に設定できると共に、モザイク内のタイ
ルの数を任意に設定できる。よって、従来の固定モザイ
ク・タイルで得られない新規なモザイク効果発生装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモザイク効果発生装置の好適実施例の
ブロック図であり、第２図は第１図の装置の動作波形図
であり、第３図はＳ＆Ｈ回路24の動作を説明する図であ
り、第４図はビデオ変換メモリ28及びＳ＆Ｈ回路36の動
作を説明する図であり、第５図はＳ＆Ｈ回路36の出力信
号及びビデオ走査変換メモリ40の記憶内容を説明する図
であり、第６図はＳ＆Ｈ回路24の動作を説明する別の図
であり、第７図はビデオ変換メモリ28及びＳ＆Ｈ回路36
の動作を説明する別の図であり、第８図はＳ＆Ｈ回路36
の出力信号及びビデオ走査変換メモリ40の記憶内容を説
明する別の図である。 24…第１サンプル・ホールド手段 28…回転手段（ビデオ走査変換メモリ） 26、38……サンプリング信号発生器 36…第２サンプル・ホールド手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】均一なクロックレートで生じるデジタル・
   ワードのストリームであるラスタ走査入力ビデオ信号を
   処理する装置であって、 第１状態及び第２状態を各々が有する第１サンプリング
   信号及び第２サンプリング信号を発生するサンプリング
   信号発生器と、 上記入力ビデオ信号のデジタル・ワードのストリームを
   受け、上記第１サンプリング信号の上記第１状態にてこ
   の受けたデジタル・ワードをそのまま出力し、上記第１
   サンプリング信号の上記第２状態にてこの第２状態への
   トランジションの直前に受けた上記デジタル・ワードを
   出力して、デジタル・ワードのストリームである第２ビ
   デオ信号を発生する第１サンプル・ホールド手段と、 上記第２ビデオ信号の走査方向を所定角度で回転させ
   て、デジタル・ワードのストリームである第３ビデオ信
   号を発生する回転手段と、 上記第３ビデオ信号のデジタル・ワードのストリームを
   受け、上記第２サンプリング信号の上記第１状態にてこ
   の受けたデジタル・ワードをそのまま出力し、上記第２
   サンプリング信号の上記第２状態にてこの第２状態への
   トランジションの直前に受けた上記デジタル・ワードを
   出力して、デジタル・ワードのストリームである第４ビ
   デオ信号を発生する第２サンプル・ホールド手段と を具えたモザイク効果発生装置。
2. 【請求項２】上記回転手段は、上記第２ビデオ信号のデ
   ジタル・ワードのストリームをライン毎に行列構成のメ
   モリの各行に書込み、上記メモリからの上記デジタル・
   ワードのストリームを列毎に読出して、上記第３ビデオ
   信号を発生することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   のモザイク効果発生装置。