JPH11196434A - ビデオ・オーバーレイ回路および方法 - Google Patents

ビデオ・オーバーレイ回路および方法

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JPH11196434A
JPH11196434A JP10290531A JP29053198A JPH11196434A JP H11196434 A JPH11196434 A JP H11196434A JP 10290531 A JP10290531 A JP 10290531A JP 29053198 A JP29053198 A JP 29053198A JP H11196434 A JPH11196434 A JP H11196434A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト上昇を回避しつつ、表示アーチファク
トを減少させる・ビデオ・オーバーレイ回路を提供す
る。 【解決手段】 ビデオ・オーバーレイ回路は、第1ビデ
オ信号に、第2ビデオ信号を重ね合わせる。第1ビデオ
信号から減算された第1クロミナンス成分を濾波するこ
とにより、第1ビデオ信号を分離し、第1輝度成分を生
成する。高速スイッチは、クロック・サイクルのある遷
移期間にわたって、第1輝度成分および第2ビデオ信号
の第2輝度成分間で切り替えを行い、重ね合わせ輝度信
号を生成する。低速スイッチは、高速スイッチの遷移期
間よりも長い遷移期間にわたって、第1クロミナンス成
分および第2ビデオ信号の第2クロミナンス成分間で切
り替えを行い、重ね合わせクロミナンス信号を生成す
る。加算器は、重ね合わせ輝度信号および重ね合わせク
ロミナンス信号を加算し、複合出力信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、ビデオ
処理回路に関し、更に特定すれば、集積ビデオ・オーバ
ーレイ回路(integrated video overlay circuit)に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオ・オーバーレイとは、第1ビデオ
信号を少なくとも部分的に第2ビデオ信号で覆うプロセ
スのことである。既存のビデオ・ストリームに文字また
はグラフィックスを追加するには、通常ビデオ・オーバ
ーレイ回路が用いられる。例えば、多くのテレビジョン
受信機は、入来ビデオ信号にオーバーレイ信号を重ね合
わせ、ビデオ・ピクチャのコーナーにチャネル識別また
は制御情報を表示する。かかる情報は、多くの場合、ケ
ーブル・テレビジョンのセット・トップ受信機(set top
receiver)において局所的に生成される。ビデオ・オー
バーレイは、全体的または部分的のいずれかで行ない、
オーバーレイ・ビデオが入来ビデオを覆い隠したり、あ
るいは透過して現れ、部分的にオーバーレイ・ビデオを
通じて入来ビデオを見ることを可能とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のビデオ・オ
ーバーレイ・システムの1つに、複合入来ビデオ信号と
複合オーバーレイ・ビデオ信号との間で切り替えること
によって、重ね合わせビデオ信号(overlaid video sign
al) を発生するものがある。この場合、ビデオ信号は双
方ともクロミナンス成分および輝度成分を含む。しかし
ながら、この従来技術のシステムにおいて表示される画
像は、切り替え過渡現象によってルーマ帯域幅(luma ba
ndwidth)内にクロマ側波帯を発生し、これがテレビジョ
ン受信機によって輝度信号として誤って処理されるため
に、表示ずれが発生するという欠点がある。この切り替
えは、出力信号のクロマ副搬送波の位相および振幅の変
化を誘発し、その結果、テレビジョン画面を見る場合
に、リンギング(ringing) やその他の表示アーチファク
トを生ずる。切り替え時間を遅くして側波帯を減少させ
ようとすると、表示アーチファクトは減少するものの、
輝度部分の帯域幅も減少し、そのためにオーバーレイ画
像のエッジが、柔弱に、曖昧に、および/または不鮮明
に見えることになる。
【0004】他の従来技術のビデオ・オーバーレイ回路
に、入来する信号を、YUVまたはRGB成分信号にデ
コードし、対応するオーバーレイ成分信号内で切り替
え、再度合成信号(combined signal) にエンコードし、
複合出力信号を生成するものがある。しかしながら、デ
コードおよびエンコード処理は、入来信号に含まれる情
報を変化または破壊する可能性がある。例えば、デコー
ダ回路におけるフィルタは、事実上クロマ帯域幅を狭
め、その結果、表示した場合にクロマが不鮮明となって
しまう。加えて、デコードは多くの場合、バースト・ロ
ック回路において位相誤差を招き、デコーダの自動色制
御回路において振幅誤差を招く。同様の誤差がエンコー
ダ回路でも生じ、その結果、色相および彩度アーチファ
クトが発生する。
【0005】したがって、テレビジョン受信機のコスト
を上昇させることなく、表示アーチファクトを減少させ
る、オーバーレイ回路および複合ビデオ信号を重ね合わ
せる方法が必要とされている。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、テレビジョン・システム
100のブロック図であり、入力デバイス102,無線
周波数(RF)回路104,復調器106,アナログ/
デジタル変換器(ADC)108,ビデオ・オーバーレ
イ回路110,オーバーレイ信号プロセッサ112,お
よびディスプレイ・デバイス114を含む。入力デバイ
ス102は、映像を表すビデオ信号によって変調され
た、送信RFキャリア信号を受信する。入力デバイス1
02は、典型的に、アンテナ,または変調RFケーブル
・テレビジョン信号を受信するための同軸ケーブルのよ
うな、機能的に同様の他のデバイスから成る。RF回路
104は、入力デバイス102によって受信されたキャ
リア信号を選択しかつ増幅するものであり、局部発振
器,およびRF信号を中間周波数(IF)信号にダウン
コンバートするミキサ回路を含む。復調器106は、I
F信号からビデオ信号を抽出し、輝度およびクロミナン
ス成分信号双方を含む複合ビデオ信号VCOMPを生成す
る。
【0007】ADC108は、13.5メガヘルツのサ
ンプリング・レートでVCOMPをサンプリングし、VCOMP
内の振幅および位相情報を、代表的なビデオ・デジタル
・データ・ストリームCOMPVIDに変換する。ビデ
オ・デジタル・データ・ストリームCOMPVIDは、
COMPに含まれている情報を保存する。COMPVID
は、輝度成分信号LUM1およびクロミナンス成分信号
CHROM1を含む。
【0008】オーバーレイ信号プロセッサ112は、ビ
デオ画像上にオーバーレイするための、グラフィックス
および/またはチャネルまたは制御情報のような文字デ
ータを与えるグラフィックス発生器を含む。オーバーレ
イ信号プロセッサ112は、COMPVIDの輝度成分
LUM1およびクロミナンス成分CHROM1を受信
し、オーバーレイ信号の対応する輝度成分LUM2およ
びクロミナンス成分CHROM2を発生する。LUM1
およびCHROM1は、LUM2およびCHROM2の
振幅および位相を整合するための基準として機能する。
【0009】オーバーレイ信号プロセッサ112は、典
型的に、ケーブル・テレビジョンのセット・トップ・ボ
ックス(set top box) 内に収容され、LUM2およびC
HROM2データを格納するためのメモリ回路を含むこ
とができる。多くの用途では、テレビジョン・ケーブル
に接続された追加の入力(図示せず)を含み、グラフィ
ック画像を更新するためのデータを受信する。
【0010】ビデオ・オーバーレイ回路110は、フィ
ルタ回路を用いて、COMPVIDをそれぞれ輝度成分
LUM1およびクロミナンス成分CHROM1に分離す
る。これらに、LUM2およびCHROM2を重ね合わ
せる。ビデオ・オーバーレイ回路110は、LUM1を
LUM2と、およびCHROM1をCHROM2と、予
め規定した割合で結合し、出力データ・ストリームVI
DEOを生成する。出力データ・ストリームVIDEO
は、ディスプレイ・デバイス114によって処理するこ
とができる。予め規定した割合は、重ね合わせ画像(ove
rlaid image)の所望の透過度に応じて設定する。これ
は、VIDEO振幅の百分率として表すことができる。
ディスプレイのオーバーレイのない領域では、LUM1
およびCHROM1の透過度はゼロであり、LUM2お
よびCHROM2は100%の透過度を有するので、V
IDEOは、LUM2およびCHROM2の成分を含ま
ない。オーバーレイ領域では、LUM1のLUM2との
混合およびCHROM1のCHROM2との混合を様々
に変化させることによって、透過度を所望のレベルに設
定することができる。例えば、透過度が50%のオーバ
ーレイ信号は、LUM1とLUM2、およびCHROM
1とCHROM2の等しい混合を含み、入来画像および
オーバーレイ画像が、ディスプレイのオーバーレイ領域
において、等しく見ることができる。
【0011】尚、回路はデジタル回路として示しかつ説
明しているが、本発明の原理および教示は、これに限定
される訳ではないことは認められよう。多くのシステム
では、ディジタル信号処理が好ましいが、一方他のシス
テムには、本発明をアナログ回路およびアナログ信号で
実施することによって特定の利点が得られる場合もあ
る。例えば、現在のテレビジョン放送信号は、アナログ
複合ビデオ信号によって変調されている。オーバーレイ
機能をアナログ領域において実施した場合、ADCは不
要となり、VCOMPを直接ビデオ・オーバーレイ回路11
0によって処理することが可能となる。更に別のシステ
ムでは、アナログおよびディジタル処理を組み合わせ、
双方の種類の信号の特定の利点が得られる場合もある。
【0012】ディスプレイ・デバイス114は、テレビ
ジョン画面,モニタ,またはVIDEOストリームを受
信するためのビデオ入力を有し、代表的な重ね合わせ画
像を表示する、同様のディスプレイ・デバイスを備えて
いる。
【0013】図2は、オーバーレイ信号プロセッサ11
2を更に詳細に示すブロック図であり、バースト・レベ
ル検出器16,バースト位相ロック・ループ(PLL)
17,グラフィックス・ビデオ発生器18,変調器1
9,ルーマ・レベル検出器40,およびレベル制御回路
20,41を含む。図では、同一の参照番号を有するエ
レメントは、同様の機能を実行するものとする。オーバ
ーレイ信号プロセッサ112は、LUM2およびCHR
OM2を、LUM1およびCHROM1上に重ね合わせ
るグラフィックス画像の成分として発生し、重ね合わせ
画像を生成する。バースト・レベル検出器16は、ビデ
オ・オーバーレイ回路110からのCHROM1をノー
ド11において受信し、その色基準バースト成分の振幅
を検出する。制御データが出力において生成され、レベ
ル制御信号20の利得を調節し、CHROM2およびC
HROM1の振幅を等しくする。代替実施例では、バー
スト・レベル検出器16はCOMPVIDを受信し、そ
のカラー・バーストを検出して、制御データを生成す
る。
【0014】同様に、ルーマ・レベル検出器40は、ビ
デオ・オーバーレイ回路110からのLUM1を受信
し、その振幅を検出するための入力をノード12に有す
る。出力は、レベル制御回路41の利得を調節し、LU
M2およびLUM1の振幅を等しくする制御データを与
える。
【0015】バーストPLL17は、システム100に
おいて用いられるビデオ規格によって決定されている周
波数、即ち、米国では3.58メガヘルツのクロマ副搬
送波信号を発生する。クロマ副搬送波は、CHROM1
のクロマ基準バースト成分の周波数および位相情報を用
いて発生する。バーストPLL17は、クロマ副搬送波
の位相を進めて、変調器19およびレベル制御回路20
による信号遅延を相殺し、CHROM2をCHROM1
と位相整合させる回路を含む。
【0016】グラフィックス・ビデオ発生器18は、ノ
ード12におけるLUM1をサンプリングし、オーバー
レイ画像のクロミナンス成分U,Vおよび輝度成分Yを
生成する。これらは、LUM1と同期が取られている。
代替実施例では、COMPVIDをサンプリングし、ク
ロミナンス成分および輝度成分をLUM1と同期させる
ことができる。クロミナンス成分U,Vは、輝度成分Y
に対して進んだ位相で与えられ、変調器19による信号
遅延を相殺する。COMPVIDを同期基準として用い
る場合、UおよびVを追加量だけ進ませ、遅延回路2お
よび減算器4による遅延を一致させる。グラフィックス
・ビデオ発生器18は、オーバーレイ・グラフィックス
画像を格納するメモリを含み、テレビジョン・ケーブル
・システム等からの外部画像をダウンロードするための
追加の入力(図示せず)を有することができる。
【0017】変調器19は、クロミナンス成分U,Vを
用いて、標準的なシステム・フォーマットの再生クロマ
副搬送波を変調する。例えば、NTSCシステムでは、
クロマ副搬送波は、画像の瞬時色相(instantaneous hu
e) を用いて位相変調され、更に瞬時彩度(instantaneou
s saturation)を用いて振幅変調される。特定の実施例
では、変調器19は、既知の振幅の出力信号を生成する
ように構成され、バースト・レベル検出器16からの制
御データをレベル制御回路20にフィード・フォーワー
ドし、CHROM2の振幅をCHROM1の振幅に等し
く設定する。これによって、ネガティブ・フィードバッ
クを不要とし、回路の複雑度を低下させる。
【0018】レベル制御回路20は、プログラム可能な
利得増幅器であり、その利得は、バースト・レベル検出
器16からのデータによって設定され、変調色副搬送波
を増幅して、ノード14においてCHROM2を生成す
る。レベル制御回路41は、プログラム可能な利得増幅
器であり、ルーマ・レベル検出器40からの制御データ
によって設定される利得に輝度成分Yを増幅し、LUM
1の振幅に等しい振幅のLUM2をノード13において
生成する。
【0019】図3は、標準的な集積回路プロセスを用い
て、集積回路として製造するために実施されるビデオ・
オーバーレイ回路110のブロック図である。ビデオ・
オーバーレイ回路110は、ノード1においてCOMP
VIDを受信し、分離回路10において、輝度成分LU
M1およびクロミナンス成分CHROM1にそれぞれ分
離する。分離回路10は、バンドパス・フィルタ(BP
F)3,遅延回路2,および減算器4を含む。ビデオ・
オーバーレイ回路110は、更に、LUM1にLUM2
を重ね合わせる高速スイッチ5,およびCHROM1に
CHROMS2を重ね合わせる低速スイッチ6とを含
む。スイッチ5,6の出力は、結合回路7に結合され、
重ね合わせ複合ビデオ信号VIDEOを生成する。
【0020】BPF3は、クロマ帯域幅の周波数成分を
通過させ、CHROM1で示す信号を生成するように構
成されている。各国のビデオ・システムの処理に応じ
て、BPF3は、1.0メガヘルツないし2.4メガヘ
ルツの間の帯域幅を有し、その中心周波数は、3.58
メガヘルツまたは4.43メガヘルツである。しがたっ
て、CHROM1は、COMPVIDのクロミナンス即
ち「C」成分と一般的に呼ばれている信号を近似する。
【0021】尚、BPF3は、COMPVIDから全て
のクロミナンス情報を正確に抽出する必要はないことを
注記しておく。その理由は、この情報の一部のみの選択
でも、本発明にしたがって処理すれば、オーバーレイ表
示アーチファクトが減少するからである。したがって、
BPF3のパスバンド・エッジの帯域幅も先鋭度(sharp
ness) も重要ではない。例えば、米国では、National T
elevision Systems Committee (NTSC)のビデオ規
格が、クロマ副搬送波が3.58メガヘルツで動作し、
帯域幅を±0.6メガヘルツとすることを指定してい
る。かかるシステムでは、帯域幅の中心が3.58メガ
ヘルツであり、折点周波数が3.18および4.38メ
ガヘルツの単極ネットワーク(single pole network) に
よってバンド・エッジが規定される単純なバンドパス・
フィルタを用いれば、重ね合わせ画像のエッジにおける
外観が著しく改善される。より選択性の高いフィルタを
用いれば、一層の複雑化を招くことは明らかであるが、
比例的に大きな改善を得ることができる。したがって、
本発明は、システム設計者に、フィルタ遷移エリアにお
いて、BPF3の複雑度,コスト,および性能のバラン
スを取る際に、広い自由範囲を与えることになる。
【0022】遅延回路2は、シフト・レジスタ,または
遅延線として動作する同様の回路である。その遅延は、
BPF3による遅延と一致し、減算器4の入力におい
て、COMPVIDおよびCHROM1の位相を同期さ
せる。
【0023】減算器4は、CHROM1と遅延したCO
MPVIDとの差を計算することによって、ノード12
にLUM1を生成する。CHROM1はCOMPVID
の色成分を表すので、CHROM1をCMPVIDから
減算することによって計算される残りのLUM1は、C
OMPVIDの輝度または「Y」成分として一般的に知
られている信号を表す。したがって、COMPVID
は、成分CHROM1,LUM1に分離され、これらは
COMPVIDに元々含まれている情報の全てを含む。
減算器4の減算動作は、CHROM1およびLUM1が
後に結合され、信号の損傷や情報の損失を生ずることな
く、COMPVIDを再生するという意味では、可逆的
である。これについては後に説明する。
【0024】高速スイッチ5は、走査線がディスプレイ
のオーバーレイ領域のエッジに到達する度に、LUM1
およびLUM2間で切り替えを行なう。高速スイッチ5
は、LTRANSデータによって設定される、所望の透
過度を示す割合で、LUM1およびLUM2を組み合わ
せる回路を含む。ディスプレイの非オーバーレイ領域で
は、LUM2は100%透過、即ち、不可視状態にある
ので、高速スイッチ5はLUM1のみを出力に導出す
る。オーバーレイ領域では、LUM2にゼロ透過(10
0%不透明)が望まれる場合、高速スイッチ5は、LU
M2のみをその出力に導出する。
【0025】高速スイッチ5がLUM1およびLUM2
間で切り替えを行なう場合、切り替え過渡現象が周波数
成分に混入し、これが公称輝度帯域幅を超過する。殆ど
のビデオ・システムではないにせよ、多くのビデオ・シ
ステムにおいて、これらの成分の周波数または振幅が過
剰に高くない限り、これらの成分はオーバーレイ遷移エ
ッジを鋭くすることができる。従来技術のシステムで
は、ときとして、輝度帯域幅を制限し、その結果遷移エ
ッジが柔弱になるという欠点がある。したがって、高速
スイッチ5は、比較的短い遷移期間で、LUM1および
LUM2間の切り替えを行なう。遷移期間の最適な長さ
は、続いてテレビジョン受信機またはモニタにおいて複
合信号をどのように処理するかによって、種々のビデオ
・システム間で大きく変動する。13.5メガヘルツの
データ・レートを用いる典型的なシステムでは、3回の
クロック・サイクルの遷移期間が、オーバーレイ画像の
エッジにおいて高い先鋭度を達成し、更に切り替えによ
る側波帯を回避し、その大きさおよび周波数のために発
生する可能性がある、排除すべきリンギングまたはその
他の表示アーチファクトを回避する。
【0026】低速スイッチ6は、CHROM1およびC
HROM2を、透過レベルを表す割合で組み合わせ、重
ね合わせクロミナンス信号を生成する。色情報を表示す
る際に均一性を得るために、この割合は、典型的に、高
速スイッチ5のそれと同一とする。しかしながら、クロ
マ切り替え遷移期間を、ルーマ遷移期間よりも長くなる
ように構成することによって、オーバーレイ・エッジに
おけるクロマ表示アーチファクトが減少する。これにつ
いては、以下で更に詳しく説明する。
【0027】結合回路7は、スイッチ5,6からの重ね
合わせ輝度信号および重ね合わせクロミナンス信号を組
み合わせ、出力8に複合重ね合わせ信号VIDEOを生
成する。一実施例では、結合回路7は、図示のように、
ディスプレイ・デバイス114を駆動するインターフェ
ース回路を含む、加算器として構成される。LUM1
は、分離回路10において、COMPVIDからCHR
OM1を減算することによって生成されたことを思い出
されたい。本ビデオ・オーバーレイ・システムの特徴の
1つとして、結合回路7は、事実上、非オーバーレイ領
域においてこの減算動作を逆に行うことにより、LUM
1およびCHROM1に、元々COMPVIDに含まれ
ていた全ての情報を包括的に含ませることがあげられ
る。したがって、非オーバーレイ領域では、VIDEO
は実質的にCOMPIVDを複製したものであり、情報
の損失はない。
【0028】図4は、高速スイッチ5を更に詳細に示す
ブロック図であり、乗算器151,152,減算器15
3,加算器154,およびルーマ・テーブル155,1
56を含む。オーバーレイ画像のエッジにおいて、高速
スイッチ5は、LUM1およびLUM2間で切り替えを
行い、重ね合わせ輝度信号を生成する。高速スイッチ5
は、典型的に、多数のクロック・サイクルに及ぶルーマ
遷移期間にわたって信号を補間することにより、LUM
1およびLUM2間で切り替えを行なう場合に、過剰に
大きな振幅変化を防止するように構成されている。クロ
ック・サイクルの数を便宜上整数Nで表すとすると、N
クロック・サイクルのルーマ遷移期間にわたって、高速
スイッチ5は、各クロック・サイクル毎に、LUM1の
大きさを、最大振幅からその透過振幅(transparency am
plitude)まで徐々に減少させ、LUM2の大きさを、ゼ
ロ振幅からその透過振幅まで徐々に増加させる。
【0029】ルーマ遷移期間の間、LTRANSで示
す、一連のN個の補間小数とLUM2を乗算する。LT
RANSは、値0.0から始まり、0.0ないし1.0
の間の小数として表されるLUM2の透過レベルの最終
値まで連続的に増加する。最終値の一例として、透過度
が60%のオーバーレイ画像が望まれる場合、LTRA
NSは0.6の最終値を有する。補間小数は、昇順でル
ーマ・テーブル156に格納され、乗算器152におい
てこれとLUM2を乗算し、大きさが増加する一連のL
UM2遷移値を生成する。
【0030】クロックCLKLUMの連続サイクルにお
いて、ルーマ・テーブル156は、OVERLAY制御
信号によって決定されるように、昇順または降順でLT
RANSデータを乗算器152にシフトする。OVER
LAY制御信号の状態は、信号のどの部分が現在処理さ
れているかによって左右される。オーバーレイ領域の始
点において、OVERLAYがアサートされ、クロック
信号CLKLUMのN個のパルスがルーマ・テーブル1
56に印加され、昇順でLTRANSデータを乗算器1
52にシフトし、LUM2の大きさをゼロからその透過
レベルまで増加させる。オーバーレイ画像の終点では、
OVERLAYは状態を変化させ、CLKLUMのN個
のパルスがアサートされ、降順でLTRANSデータを
乗算器152にシフトし、LUM2の値をその透過レベ
ルから再度ゼロに減少させる。例えば、遷移期間がクロ
ック・サイクル3回分であり、N=3およびLTRAN
S=0.5と仮定すると、補間データ0.0,0.2
5,0.5がルーマ・テーブル156からシフトされ
る。オーバーレイ領域に切り替えると、乗算器152
は、その出力に補間信号を生成する。その大きさは、
0.0,0.25* LUM2,および0.5* LUM2
であり、3クロックの間にLUM2の透過度を0.0か
ら50%まで上昇させる。非オーバーレイ領域に再度切
り替えると、データを逆順に適用し、逆にその透過度を
50%から0.0にLUM2を減少させる。
【0031】LUM1の処理は逆に行なわれる。LUM
1の補間小数は、1−LTRANSで示すデータ・スト
リーム内に含まれている。これは、減算器153におい
て、値が1.0の定数値からLTRANSデータ値を減
算することによって生成する。したがって、1−LTR
ANSの値は、1.0から始まり、0.0ないし1.0
の間の小数として表される、LUM1の透過レベルまで
減少する。LUM2の透過度が60%の重ね合わせ画像
が望まれる場合、1−LTRANSはLUM1の透過度
が40%であることを表す0.4の値を有し、全輝度を
100%に保持する。遷移期間の各クロック・サイクル
毎に、LTRANSデータおよび1−LTRANSデー
タの和は1.0となり、オーバーレイ領域および非オー
バーレイ領域間で一定の100%透過レベルを保持す
る。
【0032】1−TRSNSデータは、降順でルーマ・
テーブル155内に格納されており、OVERLAYの
値にしたがって、降順または昇順で生成される。ルーマ
・テーブル156がLTRANSデータを昇順で生成し
ている場合、ルーマ・テーブル155は1−LTRAN
Sデータを降順で生成しており、またはその逆となる。
即ち、LUM2が減少している間、LUM1は増加して
おり、またはその逆となる。例えば、乗算器152の連
続出力信号が、0.0,0.25* LUM2,および
0.5* LUM2である場合、乗算器151の連続出力
信号は、1.0*LUM1,0.75* LUM1,およ
び0.5* LUM1となる。
【0033】加算器154は、乗算器151,152か
らの補間信号の和を計算し、オーバーレイ・ルーマ信号
を生成する。したがって、加算器154の出力における
大きな瞬時的な振幅変化が表示アーチファクトを生じる
ことを防止するように、いくつかのクロック・サイクル
の遷移期間にわたって、入来信号およびオーバーレイ信
号の輝度成分を配合することによって、オーバーレイ・
ルーマ信号を発生する。
【0034】従来技術のビデオ・システムの中には、同
じ遷移期間にわたって、輝度信号およびクロミナンス信
号を切り替えるものがある。しかしながら、クロミナン
ス信号を輝度信号と同じ遷移期間内で切り替えると、ク
ロマ切り替え過渡減少のために、クロマ帯域幅から外れ
る側波帯が発生する可能性がある。低い方の側波帯の多
くは、輝度帯域内に該当し、したがって、テレビジョン
受信機またはモニタによって、クロミナンス信号ではな
く、輝度信号として解釈され、処理されてしまう。これ
らの間違って処理された側波帯が表示された場合、これ
らは、オーバーレイ後の画像のエッジにおいて、排除す
べきリンギングまたはその他のアーチファクトとして現
れる。
【0035】かかる表示アーチファクトを防止するため
に、低速スイッチ6は、高速スイッチ5のルーマ遷移期
間よりも長いクロマ遷移期間で切り替えを行なうように
構成されている。切り替えレートを低下させることによ
って、切り替えによって発生するクロマ帯域外の側波帯
を減衰即ち抑制する。減衰の度合い、したがって、画質
は、ルーマ遷移期間に対するクロマ遷移期間の延長によ
って決定される。しかしながら、事実上いかなる延長で
も、切り替えによって生じ輝度帯域以内に含まれる側波
帯の大きさの減少および周波数の低下に役立つので、表
示アーチファクトが減少するという効果が得られる。し
たがって、高速スイッチ5が3クロック・サイクルの遷
移期間で輝度信号を切り替える場合、低速スイッチ6の
遷移期間を少なくとも4クロックとすれば、改善された
画像が得られる結果となる。13.5メガヘルツのデー
タ・レートでは、クロマ遷移期間は、典型的に、10サ
イクルないし20サイクルの間の長さを有する。
【0036】図5は、低速スイッチ6の更に詳細なブロ
ック図であり、乗算器161,162,減算器163,
加算器164,およびクロマ・テーブル165,166
を含む。低速スイッチ6は、高速スイッチ5がLUM
1,LUM2上で動作するのと同様に、CHROM1お
よびCHROM2上で動作するが、高速スイッチ5より
も長い遷移期間で切り替えを行なう。例えば、ルーマ遷
移期間を上述と同様にNクロック・サイクルと仮定す
る。クロマ遷移期間におけるクロック・サイクル数を整
数Mで表す場合、MはNよりも大きい。
【0037】低速スイッチ6は、CTRANSで示す、
一連の昇順のM個のクロマ補間小数を用いて補間を行な
う。その値は0.0から始まり、0.0ないし1.0の
間の小数で表されるCHROM2の透過レベルまで連続
的に増加する。CTRANSデータは、大きさが増加す
る順序でクロマ・テーブル166に格納され、OVER
LAYによって設定される方向に、連続するクロック・
サイクルで乗算器162にシフトされる。即ち、オーバ
ーレイ画像の始点において、OVERLAYがアサート
され、CLKCHRのM個のパルスが生成され、昇順の
CTRANSデータが乗算器162に適用され、乗算器
162の出力におけるCHROM2の大きさを、ゼロか
らCHROM2の透過レベルまで増加させる。オーバー
レイ画像の終点において、OVERLAYは論理状態を
変化させ、CTRANSデータを降順で乗算器162に
送り込み(clock) 、乗算器162の出力における信号の
大きさを、逆にCHROMS2透過レベルからゼロに減
少させる。
【0038】CHROM1の処理は、逆に行われる。減
算器163において、値が1.0の定数値からCTRA
NSデータを減算することによって、1−CTRANS
で示す、一連のM個の降順の補間小数を生成する。した
がって、1−CTRANSの値は1.0から始まり、
0.0ないし1.0の間の小数として表されるCHRO
M1透過レベルまで低下する。各CLKCHRサイクル
毎に、CTRANSデータおよび対応する1−CTRA
NSデータの和は1.0となり、オーバーレイ領域およ
び非オーバーレイ領域間において、一定の100%クロ
ミナンス・レベルを保持する。
【0039】クロマ・テーブル165は、クロマ・テー
ブル166と同様に動作するが、テーブル166がクロ
マ値を昇順で乗算器162の入力に適用する場合に、テ
ーブル165は対応する値を降順で乗算器161の入力
に適用すること、あるいはその逆となることを除く。し
たがって、Mサイクルの遷移期間にわたって、CHRO
M2はゼロからその透過レベルまで増加し、一方CHR
OM1は最大振幅からその透過レベルまで減少し、ある
いはその逆となる。
【0040】加算器164は、乗算器161,162か
らの補間信号の和を計算し、オーバーレイ・クロマ信号
を生成する。LUM1およびLUM2を配合する遷移期
間よりも長い遷移期間にわたってクロミナンス信号CH
ROM1,CHROM2を配合することによって、加算
器163の出力において瞬時的に増大する大きさの変化
を回避する。このように、輝度成分を配合するレートよ
りも低いレートでクロミナンス成分を配合することによ
り、表示アーチファクトの減少および画質の向上を図
る。
【0041】図6は、代替実施例における分離回路10
のブロック図である。ロー・パス・フィルタ(LPF)
22はCOMPVIDからの輝度情報をLUM1として
抽出する一方クロミナンス信号を遮断する、カットオフ
周波数を有する。遅延回路23は、LPF22による遅
延と一致し、LUM1をCOMPVIDと同期させるよ
うに構成されている。減算器24は、COMPVIDお
よびLUM1間の差を計算し、主にCOMPVIDのク
ロミナンス情報を含むようにCHROM1を生成する。
【0042】図7は、分離回路10の他の実施例のブロ
ック図である。ハイ・パス・フィルタ(HPF)29
は、COMPVIDのクロミナンス情報をCHROM1
として通過させる一方輝度成分全体を遮断する、カット
オフ周波数を有する。HPF29による遅延と一致する
ように遅延回路28によってCOMPVIDを遅延さ
せ、COMPVIDをCHROM1と同期させる。減算
器30は、遅延COMPVIDおよびCHROM1間の
差を計算し、主にCOMPVIDの輝度情報を含むよう
にLUM1を生成する。
【0043】図8は、分離回路10の更に別の実施例の
ブロック図である。帯域除去フィルタ34が、COMP
VIDからクロミナンス情報を除去し、ノード12にお
いて輝度信号LUM1を生成する。遅延回路35によっ
てCOMPVIDを遅延させ、減算器36の入力におい
てCOMPVIDをLUM1と同期させる。減算器36
は、遅延したCOMPVIDからLUM1を減算し、主
にCOMPVIDのクロミナンス情報を含むようにCH
ROM1を生成する。
【0044】以上の説明から、本発明は、背景画像上に
グラフィックス画像を重ね合わせる、改良された回路お
よび方法を提供することが認められよう。背景画像を表
す入来信号に、重ね合わせるグラフィック画像を表すオ
ーバーレイ信号を重ね合わせるテレビジョンまたはその
他のビデオ・システムにおいて、表示アーチファクトが
減少する。入来信号およびオーバーレイ信号の輝度成分
間の切り替えを高速スイッチで行い、比較的短い遷移期
間で切り替えを行なうことにより、重ね合わせ画像のエ
ッジにおいて、先鋭な遷移を有する重ね合わせ輝度信号
を生成する。
【0045】低速スイッチが、入来信号およびオーバー
レイ信号のクロミナンス成分間で切り替えを行い、重ね
合わせクロミナンス信号を生成する。低速スイッチは、
高速スイッチよりも長い遷移期間で切り替えを行い、輝
度帯域幅内に含まれる、重ね合わせクロミナンス信号の
切り替えによる側波帯を抑制または減衰させる。これら
の側波帯を減衰させることにより、遷移期間を長くした
ために、側波帯を輝度信号として間違って処理したこと
に起因する、重ね合わせ画像のエッジにおけるリンギン
グおよびその他の表示アーチファクトが減少し、表示画
質が向上する。重ね合わせ輝度信号および重ね合わせク
ロミナンス信号を組み合わせ、複合重ね合わせ信号を生
成する。複合重ね合わせ信号においては、輝度遷移期間
を短くしたことによってオーバーレイ画像のエッジにお
いて先鋭性を保存し、一方クロミナンス遷移期間を長く
したことによってリンギングやその他の表示アーチファ
クトが減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】テレビジョン受信機のブロック図。
【図2】ビデオ・グラフィックス発生器のブロック図。
【図3】分離回路を含むビデオ・オーバーレイ回路のブ
ロック図。
【図4】高速スイッチのブロック図。
【図5】低速スイッチのブロック図。
【図6】別の実施例における分離回路のブロック図。
【図7】分離回路の他の実施例のブロック図。
【図8】分離回路の更に他の実施例のブロック図。
【符号の説明】
2 遅延回路 3 バンドパス・フィルタ(BPF) 4 減算器 5 高速スイッチ 6 低速スイッチ 7 結合回路 8 出力 10 分離回路 16 バースト・レベル検出器 17 バースト位相ロック・ループ(PLL) 18 グラフィックス・ビデオ発生器 19 変調器 20,41 レベル制御回路 22 ロー・パス・フィルタ(LPF) 24 減算器 28 遅延回路 29 ハイ・パス・フィルタ(HPF) 30 減算器 34 帯域除去フィルタ 35 遅延回路 36 減算器 40 ルーマ・レベル検出器 100 テレビジョン・システム 102 入力デバイス 104 無線周波数(RF)回路 106 復調器 108 アナログ/デジタル変換器(ADC) 110 ビデオ・オーバーレイ回路 112 オーバーレイ信号プロセッサ 114 ディスプレイ・デバイス 151,152,161,162 乗算器 153,163 減算器 154,164 加算器 155,156 ルーマ・テーブル 165,166 クロマ・テーブル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビデオ・オーバーレイ回路であって:第1
    遷移期間にわたって第1および第2輝度信号(LUM
    1,LUM2)間で切り替えを行い、重ね合わせ輝度信
    号を生成する第1切り替え回路(5);前記第1遷移期
    間よりも長い第2遷移期間にわたって第1および第2ク
    ロミナンス信号(CHROM1,CHROM2)間で切
    り替えを行い、重ね合わせクロミナンス信号を生成する
    第2切り替え回路(6);および前記重ね合わせ輝度信
    号と前記重ね合わせクロミナンス信号とを組み合わせ、
    複合出力信号(VIDEO)を与える回路(7);から
    成ることを特徴とするビデオ・オーバーレイ回路。
  2. 【請求項2】ビデオ・オーバーレイ回路であって:複合
    ビデオ信号を受信するように結合された入力,ならびに
    前記複合ビデオ信号を第1輝度信号および第1クロミナ
    ンス信号に分離する第1および第2出力を有する分離回
    路(10);前記第1輝度信号および第2輝度信号をそ
    れぞれ受信するように結合された第1および第2入力を
    有し、第1遷移期間内において前記第1および第2輝度
    信号間で切り替えを行い、重ね合わせ輝度信号を出力に
    生成する第1切り替え回路(5);前記第1クロミナン
    ス信号および第2クロミナンス信号をそれぞれ受信する
    ように結合された第1および第2入力を有し、前記第1
    遷移期間よりも長い第2遷移期間にわたって前記第1お
    よび第2クロミナンス信号間で切り替えを行い、重ね合
    わせクロミナンス信号を出力に生成する第2切り替え回
    路(6);および前記第1および第2切り替え回路に結
    合され、前記重ね合わせ輝度信号を前記重ね合わせクロ
    ミナンス信号と加算し、重ね合わせ複合出力信号(VI
    DEO)を与える加算回路(7);から成ることを特徴
    とするビデオ・オーバーレイ回路。
  3. 【請求項3】ビデオ信号を重ね合わせる方法であって:
    第1遷移期間にわたって第1および第2輝度信号(LU
    M1,LUM2)間で切り替えを行い、重ね合わせ輝度
    信号を生成する段階;前記第1遷移期間よりも長い第2
    遷移期間にわたって第1および第2クロミナンス信号
    (CHROM1,CHROM2)間で切り替えを行い、
    重ね合わせクロミナンス信号を生成する段階;および前
    記重ね合わせ輝度信号と前記重ね合わせクロミナンス信
    号とを組み合わせ、複合出力信号(VIDEO)を生成
    する段階;から成ることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】ビデオ信号を重ね合わせる方法であって:
    前記ビデオ信号の輝度成分(LUM1,LUM2)を第
    1の割合で配合し、重ね合わせビデオ信号(VIDE
    O)の輝度部分を生成し、前記ビデオ信号のクロミナン
    ス成分(CHROM1,CHROM2)を前記第1の割
    合よりも低い第2の割合で配合し、前記重ね合わせビデ
    オ信号のクロミナンス部分を生成する段階;から成るこ
    とを特徴とする方法。
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