JPS61116474A - ビデオ信号処理回路 - Google Patents

ビデオ信号処理回路

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JPS61116474A
JPS61116474A JP60244582A JP24458285A JPS61116474A JP S61116474 A JPS61116474 A JP S61116474A JP 60244582 A JP60244582 A JP 60244582A JP 24458285 A JP24458285 A JP 24458285A JP S61116474 A JPS61116474 A JP S61116474A
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Jiyon Hadorei Debitsudo
デビツド ジヨン ハドレイ
Uiriamu Eimosu Debitsudo Moogan
モーガン ウイリアム エイモス デビツド
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    • G06T15/10Geometric effects
    • G06T15/40Hidden part removal
    • G06T15/405Hidden part removal using Z-buffer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はビデオ信号の処理回路に関し、特に同解像度
ビデオシステムにおける特殊効果装置に使われて好適な
ビデオ信号処理回路に関する。
〔従来の技術とその問題点〕
英国で使われている標準テレビジョン信号は1フレーム
あたり 625本、1秒に50フイールドを有するP 
A L信号である。他の国で使われているPAL、NT
SC及びSECAM信号も同じか又はわずかに高い線周
波数を有するものである。現行の信号には大きな変更は
見込まれていないが、より高い解像度のビデオシステム
に対する要求は高まりつつある。このようなシステムは
、例えばフィルム作成、有線テレビシステム、衛星通信
システムやスタジオシステムに使うことができるであろ
う。
このような高解像度ビデオシステムでは1フレームあた
り1125本で1秒あたり60フイールドが使用され、
かつ現行の4:3のアスペクト比のかわりに5:3のア
スペクト比となっている。
一方、ビデオ信号に適用される特殊効果も知られている
。例えば、テレビジョン両面上の画像がオフセットされ
たり (一方向に移動されたり)、その画像の大きさが
拡大されたり縮小されたり、2次元又は3次元方向に回
転させられたりするものである。このような特殊効果の
いくつがば、あたかもビデオ信号が3次元平面に存在し
ているかのようにビデオ信号を処理する必要がある。こ
こで言う第3の次元とは、一般的にはZ−次元として述
べられているが、テレビジョン画面に直交する次元をい
う。Z−次元を考慮する必要がある場合には、かくれた
表面を除去しなければならないという問題が生ずる。Z
−バッファを使用するがくれた表面を除去するソフトウ
ェアアルゴリズムは知られているし、コンピュータデザ
インのようなイメージ作成のときに使用されている。例
えば、ニューヨークエ利大学ニドウィン キャットマル
(Edwin Catmull )著1−コンピュータ
 ディスプレイ オブ カーブ9ド ザーフィシイズ」
(Computer Display of Curv
ed 5urfaces )参照。
しかしながら、このようなアルゴリズムをコンピュータ
で使用するとき、必要な計算を行わせるのに数秒を必要
とするため、ビデオシステムで実時間処理を行わせるこ
とができない。特に、高解像度ビデオシステムでは、わ
ずか数ナノ秒でこれを行わなければならず、全く利用で
きない。
そこで、本発明の第1の目的は、かくれた表面を除去す
るためのビデオ信号処理回路を提供するものであり、更
に第2の目的はビデオ画面に対して直交する方向のその
データのアドレスに基づきどのデータが蓄積されるべき
か決められるメモリーを有するビデオ信号処理回路を提
供するものである。
〔実施例〕
実施例を説明する前に、高解像度ビデオシステムのため
の特殊効実装置の例の全体的な構成を第1図を参照しな
がら簡単に説明する。
基本的にはこの特殊効実装置は書込みアドレス発生器(
3)と読み出しアドレス発生器(4)とともに動作する
2つのフィールドメモリ、フィールドゼロメモ1月1)
とフィールドワンメモ1月2)とより成る。
これらの構成要素はスイッチ(51,+61. (71
,181によって接続関係にあり、夫々のスイッチはフ
ィールド周波数で作動する。入力端子(9)に供給され
る入力データはスイッチ(5)を介してフィールドゼロ
メモ1月1)又はフィールドワンメモリ(2)に選択的
に供給される。出力端子(10)に供給されるための出
力データはスイッチ(6)によりフィールドゼロメモリ
(11又はフィールドワンメモリ(2)から選択的に引
き出される。書き込みアドレス発生器と、読み出しアド
レス発生器は選択的に交互にフィールドゼロメモリ+1
1とフィールドワンメモ1月2)にスイッチ(8)を介
して接続される。
この特殊効実装置の動作中は、入力アナログ信号は水平
ライン毎に2048回サンプルされ、その結果得られた
サンプル値は入力端子(9)に供給する入力デジタルデ
ータを形成するために8ビットのワードにPCM変調さ
れる。
メモリへの書き込みはスイッチ(5)のポジションに応
じて書き込みアドレス発生器のコントロールの下でフィ
ールドゼロメモリ(1)とフィールドワンメモ1月2)
とに交互に行われる。メモリ11+ 、 +21への個
々のデジタル信号の単純な読み出しと書き込みを成しと
げるだけでなく、要求される特殊効果のために陰極線管
又は他のビデオ表示装置内での個々のデジタル信号の位
置をモディファイするのに要求されるに必要な複雑なア
ドレス計算は、入力端子(11)により書き込みアドレ
ス発生器に供給される信号の制御の下に行われる。これ
が行われる正確な様子はこの発明には特に重要ではない
ので詳細は省略する。完全なフィールドがメモリ(11
又は(2)に書かれると、スイッチ(5)〜(8)はそ
のポジションを変え、メモリ(1)又は(2)にストア
されたデジタル信号は読み出しアドレス発生器(4)の
コントロールの十で連続的に読み出され、出力端子(1
0)に供給されるが、一方、次のフィールドのためのデ
ジタル信号は他方のメモ1月2)又は(1)に書き込ま
れる。
本発明では特殊効果がデータのZ軸方向の位置を考慮を
必要としでいるときのメモ1月11. f2+へのデジ
タル信号の書き込みにおける問題に関し、特にかくれた
表面の削除が要求されているようなものに関する。この
問題は第2図を参照することによりさらに良く理解され
よう。
第2図は受像機の水平操作ラインの位置に対応した真っ
ずぐな水平ライン(21)が表示されているテレビ受像
機の画面(20)を示している。ライン(21)はそれ
自身」−で折り返えされ、そのラインの右端は画面(2
0)から観察者の方に向かって垂直に、そし′ζ水平方
向にはライン(21)の左端に向かって後側に動こうと
している。この動きが進行するにつれ、ライン(21)
の右端のサンプル点に関係しているデータはライン(2
1)の左側に位置しているサンプル点に関係していてメ
モリfil又は(2)内にすでに先だって供給されてい
るデータを書き直す必要があるのは明らかであろう。そ
れはそのデータがか(れた表面に関係し−(いるデータ
だからである。同様にもしライン(21)が他の方向す
なわち観察者から離れる方向に曲げられるとしたら、こ
の書き直しは必要とならない。それは後で供給され°ζ
くるデータがかくれた表面に関係しているからである。
データをストアしておくか台かの決定は、そのデータの
Z軸方向の位置によりなされ、そしてこの決定はテレビ
ジョンシステム等では非富に西速度の操作で行われるリ
アルタイム処理を必要とする。
第3図を参照すると、これは少し詳しく猪かれたメモ1
月11. +21と書き込みアドレス発生器を示し”C
いる。メモリil+、 (21の夫々はY、II/Vメ
モリ(30)とZメモリ (31)とから成っている。
以十に説明されるようにZメモリ (31)は好ましく
はメモ1月IL(21と共通である。そのY、tJ/V
メモリ (30)は以FにはX/Yメモリ (30)と
して表されるが、PCMの輝度及び色、サンプルデータ
を成ず8ビットのワードを個々のサンプルのXとYの2
次元の位置ずなわらテレビ画向の力・ンプルのラスター
位置に従ってストアする。このようにX/Yメモリ (
30)は約520の有効走査ラインの夫々に対し204
8のサンプルに関係したデータをストアすることが要求
される。X/Yメモリ (30)内のデータはサンプル
の実際の値に関係した情報である。
Zメモリ (31)はX/Yメモリ (30)に蓄積さ
れる各輝度及び色度データに関するZ方向の位置又は深
さ方向の情報を表わす8ビット語を蓄積する。そしてX
/Yメモリ (30)に各サンプルの2次元X、Y位置
に従ってこのデータが蓄積される。
しかしながらZメモリ (31)に蓄積されるデータは
、単にZ方向のサンプル位置に関するものであり、この
サンプルの実際の値ではない。2メモリに蓄積されるデ
ータは8ビット語でもよいが、これは必須の条件ではな
く、2方向に互いに近接した二つのサンプル位置を解像
する正確さに依存して、より長い又はより短い語長が使
用可能である。
書込みアドレス発生器(3)は必要な特殊効果に応じた
x、y、zアドレス信号を発生ずる。X及びYアドレス
信号はX/Yメそり <3(+)に供給され、x、y、
zアドレス信号はZメモリ (31)に供給される。入
力(32)によっ”ζX / ’l/メモリ (30)
に供給される入力8ビツトデータ菖はZメモリ(31)
に関連する比較回路によっ゛ζ発生されたライトイネー
ブル信号WENに依存して記憶される。
この比較は、書込み前に行われる。何故ならばX/Yメ
そり (30)に書込まれるデータはX/Yメモリ (
30)から読出される出力フィールドに関連し、それゆ
えかくされた面のデータはそこに1込まれないからであ
る。この様にX/Yメそりに与えられる各入力データに
対し、比較回路は入力データ語に対応するZデータのサ
ンプル位置に関連してZメモリ (31)に保持される
データをチェックする。そしてもしZデータがX/Yメ
モリ (30)に既に書込まれており、サンプル位置に
対応する他のデータよりも視平面に近いことを示してい
る場合のみ、人力データはX/Yメモリに書込まれる。
この目的のため2メモリ (31)の全てのX/Y位置
は各フィールドに先立つ垂直ブランキング期間にゼロデ
ータレベルにセットされる。このゼロデータレベルは視
平面から最も離れた距離に対応するZの値に選ばれる。
Zメモリ (31)の全てのデータが各フィールドの始
めにリセットされるのでZメモリ (31)は上述のメ
モ1月11.+21に対して共通とされる。比較回路は
比較を行うために時間を要するためX、Yアドレス信号
は、遅廷回路(33)を介して、X/Yメモリ (30
)に供給されるか又はライトイネーブル信号が供給され
る時、使用できるようにランチされる。
Zメモリ (31)に関連する比較回路が第4図を参照
して詳細に説明される。
X及びYアドレス信号及び2アドレス信号、以又は水平
バス(42)を介してバッファ回路(43)に供給され
る。事実、8サンプル位置に関連するデータは、関連ア
メリカ特許出願の明細書に詳述されるように同時に処理
することが可能なように配置されている。しかしこの詳
細な構成は本発明とあまり関係がないので以後説明を省
略する。このデータの同時供給は、必要な動作速度が“
8”という要素によって短縮されるという効果に百及す
るだけで十分である。しかしたとえそうである垂直、水
平のバスイネーブル信号VBUSEN及びHBUSEN
は夫々ハフフッ回路(41) 、  (43)に供給さ
れ、これらの出力は共通的にラッチ回路(44) 。
(45)及び比較回路(46)に接続される。チップイ
ネーブル信号CE及びアドレスクロック八DDRCLK
はラッチ回路(44)に供給され、このラッチ回路(4
4)は2メモリ(31)を構成するランダムアクセスメ
モリ (RAM)のイネーブル入力及びアドレス入力に
供給される出力を発生する。ラッチ回路(45)は出力
をZメそり (31)のデータ入力に供給する。一方Z
メモリ (31)のデータ出力は比較回路(46)の第
2人力に接続される。データラソチイネーブル信号D 
L Eはラッチ回路(45)及び比較回路(46)に供
給され、ライトイネーブル信号Wπ玉は比較回路(46
)で発生されX/Yメモリ (30)  (第3図)及
びオア回路(47)の一方の人力に供給される。書込み
パルスWRがオア回路(47)の第2の入力に供給され
、オア回路(47)の出力はZメモリの書込み人力へ供
給される。
114+ 1秒のメモリサイクル時間よりも長い期間を
示すタイムチャート第5図を参照して動作を説明する。
まず最初にバッファ回路(41) 、  (43)の一
方がランチ回路(44)でラッチされるX、 Yアドレ
ス信号を供給する。その後Zデータ、正確には所定のサ
ンプル位置の新しい2データがバッファ回路(41) 
、  (43)によって供給され、ラッチ回路(45)
及び比較回路(46)のP入力で保持される。
次のアドレスクロックAIIDIICIJを受けとった
時、ランチ回路(44)は、Zメモリ (31)にX、
Yアドレス信号を供給し、Zメモリ (31)は35+
1秒のアクセス時間後そごに蓄積されていた古い2デ−
タをそれがラッチされるランチ回路(46)の入力に供
給する。新及び旧Zデータが比較回路(46)で比較さ
れる。もし新しいZデータが2方向に関して古い2デー
タよりも視平面により近い位置を示している時(そのフ
ィールドの所定のサンプル位置に関連する最初の入力デ
ータである場合、即ちこの時は、旧2データがゼロであ
るため新Zデータは旧Zデータよりも必ず大きくなる)
比較回路(46)はライトイネーブル信号WENを供給
する。
X/Yメそり (30)  (第3図)がライトイネー
ブル信号WENをうけとるとX/Y位置に関連する入力
サンプルデータがX/Yメモリ (30)の適当な位置
に書きこまれる。(又は上書きされる)しかしながらも
しライトパルスWRの発生時ライトイネーブル信号WE
Nがオア回路(47)の第1の入力に存在しているなら
ばライトパルスW1はZメモリ (31)のライト入力
に供給され新ZデータはZメモリ (31)の適当なX
/Y位置に上書きされる。
上述のデータレート、サイクル時間や語長は一例に過ぎ
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は高解像度ビデオシステムのための特殊効果装置
の一部を示すブロック図、第2図は特殊効果発生に伴う
典型的なZ次元の問題を説明するためのテレビジョン受
像機の画面を模式的に示すものであり、第3図は第1図
で示された装置の一部をより詳細に示すブロック図、第
4図は第1図で示された装置の一部を更により詳細に示
すブロック図、第5図はその装置の動作を説明するのに
使われるタイムチャートである。 (1)はフィールドゼロメモリ、(2)はフィールドワ
ンメモリ、(3)は書き込みアドレス発生器、(4)は
読み出しアドレス発生器、(30)はX/Yメそり、(
31)はZメモリ、(44)及び(45)はランチ回路
、(46)は比較回路、、  (47)はオア回路であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ビデオフィールドのサンプル点におけるサンプルデータ
    と、各サンプル点のサンプルデータに関連し上記ビデオ
    フィールドのビデオ画面に直交する方向にサンプルデー
    タの見かけ上の位置を示すZデータを供給する手段と、 上記ビデオフィールドの各サンプル点におけるサンプル
    データを蓄積する第1のメモリー手段と、上記各サンプ
    ル点におけるZデータを蓄積する第2のメモリー手段と
    、 上記ビデオフィールドの各サンプル点に対して、入力Z
    データの値と上記第2のメモリー手段に蓄積されたその
    サンプル点におけるZデータとを比較し、入力Zデータ
    の値が上記蓄積されたZデータによって示されたサンプ
    ル点よりも前のサンプル位置を示したときのみ書込みイ
    ネーブル信号を供給する手段と、 上記入力サンプルデータを上記第1のメモリー手段に書
    込み、 上記新しいZデータを上記第2のメモリー手段に上記書
    込みイネーブル信号の制御により書込む手段とよりなる
    ビデオ信号処理回路。
JP60244582A 1984-10-31 1985-10-31 ビデオ信号処理回路 Expired - Fee Related JPH0797842B2 (ja)

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JPH0797842B2 JPH0797842B2 (ja) 1995-10-18

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EP (1) EP0180385B1 (ja)
JP (1) JPH0797842B2 (ja)
AT (1) ATE55528T1 (ja)
CA (1) CA1251553A (ja)
DE (1) DE3579103D1 (ja)
GB (1) GB2166316B (ja)

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GB2166316A (en) 1986-04-30
CA1251553A (en) 1989-03-21
US4689677A (en) 1987-08-25
ATE55528T1 (de) 1990-08-15
DE3579103D1 (de) 1990-09-13
EP0180385B1 (en) 1990-08-08
EP0180385A1 (en) 1986-05-07
GB8427479D0 (en) 1984-12-05
GB2166316B (en) 1987-10-28
JPH0797842B2 (ja) 1995-10-18

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