JP2520607B2 - コンポジットテレビジョン信号処理装置 - Google Patents

コンポジットテレビジョン信号処理装置

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JP2520607B2
JP2520607B2 JP61173802A JP17380286A JP2520607B2 JP 2520607 B2 JP2520607 B2 JP 2520607B2 JP 61173802 A JP61173802 A JP 61173802A JP 17380286 A JP17380286 A JP 17380286A JP 2520607 B2 JP2520607 B2 JP 2520607B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンポジットテレビジョン信号処理装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
近年、画像信号処理の分野においてもデジタル技術が
応用されるようになり、特に画像処理の業務用機器の分
野で様々な効果が得られている。このデジタル画像処理
を行う装置は、大規模で且つ高価なものとなり、このた
め家庭用VTRなど民生用機器への導入は極めて困難な状
況にある。
即ち、民生用機器と業務用機器との間には画像信号の
標準形態に大きな相異点があり、前者はNTSC方式などの
コンポジットテレビジョン信号、後者はR,G,Bの三原色
信号あるいはY,I,Qの輝度信号及び二つの色信号などの
コンポーネントテレビジョン信号となっている。このよ
うに、高画質及び高機能の要求に応えるべく業務用機器
はコンポーネントテレビジョン信号により各種信号処理
を行う方式を採用しており、コンポジットテレビジョン
信号により各種信号処理を行う方式に比べて情報量が増
大し、多大な時間当りの処理能力とメモリの容量が必要
である。このため、デジタル画像処理を行う民生用機器
では必然的にコンポジットテレビジョン信号によるディ
ジタル信号処理、つまり直接符号化処理を行うことが前
提となっている。
第5図は、このようなデジタル画像処理を行う従来の
画像信号処理装置の回路構成を示すブロック図である。
先ず、NTSC方式のコンポジットテレビジョン信号Siが入
力されると、この信号Siはデコーダ1において、コンポ
ーネントテレビジョン信号であるR(赤),G(緑),B
(青)の色信号に変換される。そして、これらのR,G,B
の色信号はA/D(アナログ/デジタル)コンバータ2,3,4
によりそれぞれ量子化されディジタル信号となり、各々
のフィールドメモリ5,6,7へ画素データとして格納され
る。
第6図は上記メモリ5,6,7へ格納された1フィールド
分の画素Pi(i=1,2,3,……)のデータXij(i,j=1,2,
3,……)の配列を表わしたものである。第6図(a)に
示すように、1ライン目から画素P1,P2,P3,……に対応
するX11,X12,X13……のデータ、つまりR,G,Bの各色信号
のデータRij,Gij,Bijが順次メモリ5,6,7に書き込まれて
いく。そして、2ライン目にはX21,X22,X23,……のデ
ータが画素P911,P912,P913,……に対応して書き込まれ
る。ここで、画面上での画素Piの配置は第6図(b)に
示す配置となっている。図中、Lk(k=1,2,3,……26
2)は走査線番号である。
次に、上記メモリ5,6,7に格納されたデータを読み出
す動作について説明する。アドレス発生回路8は制御回
路9によりアドレス発生パターンを指示され、そのパタ
ーンに従ってフィールドメモリ5,6,7のデータを読み出
す。この時、例えば2×2倍の拡大画面を再生する場合
には、第7図に示すように水平方向、垂直方向共に同一
のデータを2度読み出す。この結果、第6図に示した画
素P1を含む4(2×2)画素全てに対応して書込時の画
素P1のデータ(R11,G11,B11)が読み出される。同様
に、その右隣りの画素P3を含む4画素に対しても書込時
の画素P2のデータ(R12,G12,B12)が順に読み出され
る。以下、同様にして書込時の1画素分のデータが4
(2×2)画素面に割り当てられて読み出される。そし
て、必要に応じて近辺の画素との平均化などが信号処理
回路10によって行われる。その際、制御回路9によっ
て、上記データの読み出しと演算のタイミングの同期制
御が行われる。その後、R,G,Bの各信号に対して独立に
設けられたD/A(デジタル/アナログ)コンバータ11,1
2,13により前記R,G,Bの各信号はアナログ信号に戻さ
れ、エンコーダ14に於いて拡大化された画面のコンポジ
ットテレビジョン信号Soに複写され出力される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の画像信号処理装置は上記のような構成となって
おり、フィールドメモリやA/D,D/Aコンバータ等が全て
コンポーネント信号の種類に対応して必要となるため、
画面拡大、縮小等を行う信号処理回路の構成は簡単にで
きるが、装置全体の規模が大きくなり、装置の低コスト
化を図ることが困難であるという問題点があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、搬送色信号を含むコンポジットテレビジョン信号に
おけるカラー画像の拡大、縮小等の特殊画像処理を低コ
ストで実現することが可能なコンポジットテレビジョン
信号処理装置を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のコンポジットテレビジョン信号処理装置は、
コンポジットテレビジョン信号を入力し、入力されたコ
ンポジットテレビジョン信号を色副搬送波のn倍(nは
正の整数)の周波数を有するクロック信号に同期してデ
ィジタル画像データに変換し、出力するアナログ・ディ
ジタル変換手段と、前記アナログ・ディジタル変換手段
から出力されるディジタル画像データを入力し、入力さ
れたディジタル画像データを記憶する記憶手段と、前記
アナログ・ディジタル変換手段から前記記憶手段に対し
て供給され記憶されたディジタル画像データを前記色副
搬送波の一周期に対応する連続したn個のディジタル画
像データを1回の読み出し単位として読み出す様に前記
記憶手段におけるディジタル画像データの読み出し動作
を制御する読み出し制御手段と、前記記憶手段から読み
出されるディジタル画像データを入力し、入力されたデ
ィジタル画像データを遅延し、出力する第1の遅延手段
と、前記第1の遅延手段から出力されるディジタル画像
データを入力し、入力されたディジタル画像データを遅
延し、出力する第2の遅延手段と、前記記憶手段から読
み出されるディジタル画像データと前記第2の遅延手段
から出力されるディジタル画像データとを用いて前記第
1の遅延手段から出力されるディジタル画像データを位
相反転したデータに相当するディジタル画像データを形
成し、出力するデータ形成手段と、前記第1の遅延手段
から出力されるディジタル画像データと、前記データ形
成手段から出力されるディジタル画像データとを入力
し、何れか一方のディジタル画像データを選択的に出力
するデータ出力手段と、前記データ出力手段から出力さ
れるディジタル画像データを入力し、入力されたディジ
タル画像データを前記クロック信号に同期してコンポジ
ットテレビジョン信号に順次変換し、出力するディジタ
ル・アナログ変換手段とを備えたものである。
〔作用〕
上述の様な構成により、コンポジットテレビジョン信
号に含まれる搬送色信号の位相の連続性を保ったまま該
コンポジットカラーテレビジョン信号におけるカラー画
像の拡大、縮小等の特殊画像処理を低コストな構成で実
現することができ、装置の低コスト化を図ることができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明を本発明の一実施例を用いて説明する。
第1図は本発明の一実施例として本発明を適用した画像
信号処理装置の回路構成を示すブロック図である。第1
図において、先ず色信号により変調された色副搬送波を
輝度信号に周波数多重したNTSC方式のコンポジットテレ
ビジョン信号Siが入力されると、このアナログのコンポ
ジットテレビジョン信号SiはLPF(低域通過フィルタ)2
1により帯域制限され、更にA/Dコンバータ22でデジタル
画像データに変換される。このA/Dコンバータ22でのサ
ンプリングの量子化数は6〜8ビット程度であり、必要
とする画質に応じて任意に設定されるものである。
一方、入力されたコンポジットテレビジョン信号S
iは、同期信号分離回路23に入力され、ここでfH−Sync
(水平同期)信号、VD(垂直同期)信号及び色副搬送波
周波数fscのバースト信号が抜き取られる。そして、こ
れらの信号に基づいてクロック発生回路24は周波数4f
scのPLL(位相同期制御)回路をロックさせ、このPLL回
路の信号で上記A/Dコンバータ22のサンプリングタイミ
ングを決定する。また、上記VD信号によりフィールドメ
モリ25の書込制御回路26をリセットし、書込アドレスの
リセットを行う。ここで、例えば2個のフィールドメモ
リ25a,25bを使用する場合には、VD信号のエッジが入力
される毎にフィールドメモリ25aの零番地とフィールド
メモリ25bの零番地の各アドレスが交互に発生され、こ
の零番地のアドレスの発生に続いてクロック発生回路24
からのクロックパルスが入力される毎に、アドレスが0
→1→2→3→……の様に1番地ずつカウントアップさ
れる。そして、この発生されたアドレスに基づいてA/D
コンバータ22よりのデジタル画像データがフィールドメ
モリ25に書込まれてゆく。この時、フィールドメモリ25
aに一画面分のデータの書込が終了して次のVD信号のエ
ッジが入力されると、書込アドレスはフィールドメモリ
25bの零番地となり、フィールドメモリ25aの書込動作は
終了する。書込が終了すると、フィールドメモリ25は次
に読み出し制御回路27により書き込まれたディジタル画
像データがアクセスされる。つまり、クロック発生回路
28からの読み出しクロックパルスに同期して一フィール
ド分の画像データが読出され、次段のブロック29〜33の
クロマ位相反転回路系へ供給される。この反転回路系の
スイッチ回路33切換動作は、クロマ位相制御回路34によ
り制御されており、位相反転を行う場合には図中の
側、行わない場合には図中のE側の接点に接続される様
に制御される。そして、ディジタル画像データはD/Aコ
ンバター35によりアナログ信号に戻され、入力側にLPF2
1と同じ特性を持つLPF36を通してアナログNTSC方式のコ
ンポジットテレビジョン信号として出力される。
次に、上記クロマ位相反転回路系の動作及びクロマ位
相制御回路34の動作について詳細に説明する。
第2図はクロマ位相反転回路系の動作を概念的に示し
たものであり、上述のように色副搬送波の周波数fsc
4倍の周波数信号4fscで入力されたコンポジットテレ
ビジョン信号がサンプリングされると、この量子化され
たデジタル画像データは先ず2サンプル遅延回路29へ供
給される。ここで、ディジタル画像データを反転しない
場合は、この遅延回路29からの切換スイッチ回路33を介
して前記ディジタル画像データ(第2図のデータc)に
相当する)がそのままD/Aコンバータ35に出力される。
また、反転する場合は、更に2サンプル遅延回路30に入
力され、ここで計4サンプル遅延されたディジタル画像
データ(第2図のデータeに相当する)が現在のディジ
タル画像データ(第2図のデータaに相当する)と加算
器31にて加算され、この加算器31の加算結果が除算器32
のシフト処理によって2分の1に除算される。即ち、デ
ィジタル画像データc(第2図中の◎印)とその反転デ
ィジタル画像データ(第2図中のX印)のレベル差を
2等分する位置が第2図のb−dの線分の位置となるよ
うに反転ディジタル画像データのレベルを求め、データ
aとeとのレベルの平均値として反転ディジタル画像デ
ータのレベルを求める。このようにして得られるディ
ジタル画像データが第2図の反転ディジタル画像データ
となり、上記スイッチ回路33を介して出力される。
他方、基準同期信号となるクロックパルスを発生する
クロック発生回路28より画像データ読み出し開始信号
(前記VD信号に相当する信号)Stがクロマ位相制御回路
34及び読み出し制御回路27に入力され、この画像データ
読み出し開始信号Stを受けた読み出し制御回路27は設定
された初期アドレス値を読み込み、ここから画像データ
の読出しを開始する。この時、2×2倍の画像の拡大行
う場合には、前述の様に画像データは4fscでサンプリ
ングされている為、4サンプルでコンポジットテレビジ
ョン信号Siの一周期となり、4サンプル分の画像データ
を読み出し、次にアドレスを−4カウントダウンして、
その値から+1ずつカウントアップし、初期アドレス値
におけるデータより5サンプル目のデータの読み出しか
らは前述の読み出し動作が4サンプル分のデータ毎にく
り返される。このように、1ライン分(メモリ上では1/
2ライン分)のデータを読み出すと、読み出し制御回路2
7は再度1ライン分前のアドレスにもどり、上記の動作
を繰り返す。この動作の繰り返し回数は、垂直方向の拡
大率2に対応して2回となる。またその際には、NTSC方
式に準拠させる為1ライン毎に読み出された画像データ
の位相反転が必要なので、クロマ位相制御回路34に位相
反転開始信号Isを出力しクロマ位相制御回路34はスイッ
チ33を図中の側に接続する。
このように、読み出しのサイクルを4サンプル(つま
りコンポジットテレビジョン信号の1周期に対応したサ
ンプル数)単位に行う事で、コンポジットテレビジョン
信号のままで画像を拡大する特殊なデータの処理が可能
となる。また、読み出し制御回路27によりフィールドメ
モリ25上に記憶されている画像データを所定の間隔で間
引いて読み出す様にすることにより画像を縮小するデー
タ処理も可能である。
第3図は上述したデータの書込、読み出しのタイミン
グとアドレス指定の一例及びこれらに連動した読み出し
制御回路27からの位相反転開始信号Isの出力タイミング
を示す図である。
第3図(a)に示すVD信号は、コンポジットテレビジ
ョン信号の奇数フィールドがH(高レベル)、偶数フィ
ールドがL(低レベル)の信号で、このパルス信号のエ
ッジに対応して書込可能パルス のレベルが変化する。
の信号はVD信号のエッジの立上りでLになり、この状態
でメモリ25aの書込みが可能になる。そして、コンポジ
ットテレビジョン信号の有効画面に対応した画像データ
の書込終了でHに復帰する。
の信号はVD信号のエッジの立下りでLになり、この時メ
モリ25bの書込みが可能になる。そして、コンポジット
テレビジョン信号の有効画面に対応した画像データの書
込終了でHに復帰する。
また、第3図(a)に示す区間α1で書き込んだデー
タは、区間α2で読み出し可能となり、区間β1で書き込
んだデータは区間β2で読み出し可能となる。
は読出し可能パルスで、Lで読み出し可能状態となり、 は画像データ読み出し開始信号St(前記VD信号に相当す
る信号)に同期して第3図(a)の区間α′及びβ′に
おいてLとなる。そして、 がLの期間フィールドメモリ25aにより画像データの読
み出しが行われ、 がLの期間フィールドメモリ25bより画像データの読み
出しが行われる。
第3図(b)は、初期アドレス値を“1"としたときの
2×2倍の画像の拡大時の読み出しアドレスの発生状態
を表わした図で、位相反転開始信号IsがHの時に画像デ
ータは反転される様になっており、また、第3図(c)
に示す様に前記位相反転開始信号Isは水平同期信号(H
−sync)の立上がり2回に対して1回反転する様になっ
ている。
第4図はNTSC方式のコンポジットテレビジョン信号に
おける各走査線毎の色副搬送波の位相の変化を示したも
のである。尚、図中 とは逆相の関係を表わしている。本実施例では第4図に
示す様なNTSC方式のコンポジットテレビジョン信号をそ
のままディジタル化している為、フィールドメモリより
第3図(b)に示す様なアドレスにより画像データを読
み出し、2×2倍の拡大画像を表わす画像データを発生
する為には第3図(c)に示す周期にて位相反転開始信
号Isを発生し、画像データの位相反転を行っている。
上述した如く、画像信号処理、特に画像信号の画像の
拡大や縮小などの特殊画像信号処理を行う場合に、同じ
画像データを複数回使用する場合や画像データのスキッ
プ(読飛し)等を行う場合がある。本実施例では色副搬
送波は色信号により変調されている為、色副搬送波の位
相の連続性が問題となるが、本実施例では前記色副搬送
波を周波数多重したコンポジットテレビジョン信号のま
まで、この位相の連続性を確保することができる。即
ち、色副搬送波の一周期を画像信号処理の基本単位とし
ており、たとえば4×fsc(4倍の色副搬送波周波数)
でサンプリングしたデジタル画像データの場合は、4サ
ンプルをひと組として処理を行っている。また、サンプ
リングにより得た画像データを下の走査線上の画像デー
タとして利用する場合には画像データの位相反転処理が
必要になるが、この場合にも一周期単位で処理を行うこ
とにより構成が簡単になるので、装置に低コスト化を図
ることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明によれば、搬送色
信号を含むコンポジットカラーテレビジョン信号におけ
るカラー画像の拡大、縮小等の特殊画像処理を低コスト
で実現することが可能なコンポジットテレビジョン処理
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例として本発明を適用した画像
信号処理装置の回路構成を示すブロック図、第2図はク
ロマ位相反転回路系の動作を示す概略図、第3図
(a),(b),(c)はデータの書込及び読出の動作
タイムチャート、第4図はNTSC方式のコンポジットテレ
ビジョン信号における各走査線毎の色副搬送波の位相の
変化を示す図、第5図は従来の画像信号処理装置の回路
構成を示すブロック図、第6図(a),(b)は第5図
のメモリ中の画素データの配列を示す図、第7図は第5
図のメモリからデータを読み出す際の動作を示す説明図
である。 25……フィールドメモリ 34……クロマ位相制御回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンポジットテレビジョン信号を入力し、
    入力されたコンポジットテレビジョン信号を色副搬送波
    のn倍(nは正の整数)の周波数を有するクロック信号
    に同期してディジタル画像データに変換し、出力するア
    ナログ・ディジタル変換手段と、 前記アナログ・ディジタル変換手段から出力されるディ
    ジタル画像データを入力し、入力されたディジタル画像
    データを記憶する記憶手段と、 前記アナログ・ディジタル変換手段から前記記憶手段に
    対して供給され記憶されたディジタル画像データを前記
    色副搬送波の一周期に対応する連続したn個のディジタ
    ル画像データを1回の読み出し単位として読み出す様に
    前記記憶手段におけるディジタル画像データの読み出し
    動作を制御する読み出し制御手段と、 前記記憶手段から読み出されるディジタル画像データを
    入力し、入力されたディジタル画像データを遅延し、出
    力する第1の遅延手段と、 前記第1の遅延手段から出力されるディジタル画像デー
    タを入力し、入力されたディジタル画像データを遅延
    し、出力する第2の遅延手段と、 前記記憶手段から読み出されるディジタル画像データと
    前記第2の遅延手段から出力されるディジタル画像デー
    タとを用いて前記第1の遅延手段から出力されるディジ
    タル画像データを位相反転したデータに相当するディジ
    タル画像データを形成し、出力するデータ形成手段と、 前記第1の遅延手段から出力されるディジタル画像デー
    タと、前記データ形成手段から出力されるディジタル画
    像データとを入力し、何れか一方のディジタル画像デー
    タを選択的に出力するデータ出力手段と、 前記データ出力手段から出力されるディジタル画像デー
    タを入力し、入力されたディジタル画像データを前記ク
    ロック信号に同期してコンポジットテレビジョン信号に
    順次変換し、出力するディジタル・アナログ変換手段と
    を備えたことを特徴とするコンポジットテレビジョン信
    号処理装置。
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