JPH05507832A - ビデオ信号処理回路 - Google Patents
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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】
めの便宜上の事項である。
ゲートアレーは、異なる画面表示フォーマットを実行するために、必要に応じて
、主ビデオチャンネルを伸張し、圧縮し、あるいは、切り詰める作用をする。ル
ミナンス成分Y MNが、ルミナンス成分の補間の性質に応じた長さの時間、先
入れ先出しくF I FO)線メモリ356に記憶される。組合わされたクロミ
ナンス成分U/V MNはFIFO358に記憶される。副信号のルミナンス及
びクロミナンス成分Y PIP、U PIP及びV PIPはデマルチプレクサ
355によって生成される。
ルミナンス成分は、必要とあれば、回路357で解像度処理を受け、必要とあれ
ば、補間器359によって伸張されて、出力として信号Y AtJXが生成され
る。
ある場合には、WI表示が第1図(d)に示すように主信号表示と同じ大きさと
なることがある。画面内画面プロセッサ及びビデオRA M 350に付随する
メモリの制限のために、そのような大きな面積を満たすには、データ点、即ち、
ピクセルの数が不足することがある。そのような場合には、解像度処理回路35
7を用いて、データ圧縮あるいは減縮の際に失われたビクセルに置き代えるべき
ビクセルを副ビデオ信号に回復することができる。この解像度処理は第4図に示
された回路370によって行われるものに対応させることができる。例えば、回
路370はディザリング回路とし、回路357をディザリング回路°とすること
ができる。
副ビデオ入力データは640f++の周波数でサンプルされ、ビデオRA M
350に記憶される。副データはビデオRAM350から読出され、VRAM
OUTとして示されている。PIF回路301は、また、副画面を水平及び垂直
方向に、非対称に減縮することができると同時に、同じ整数の係数分の1に減縮
することもできる。第10図を参照すると、副チヤンネルデータは、4ビツトラ
ツチ352Aと352B、副FfFO354、タイミング回路369及び同期回
路368によって、バッファされ主チヤンネルデジタルビデオに同期化される。
VRAM OUTデータは、デマルチプレクサ355によって、Y(ルミナン7
、) 、U、 V (カラー成分)及びFSW DAT (高速スイッチデータ
)に分類される。FSW DATは、どのフィールド型式がビデオRAMに書込
まれたがを示す。
PIP FSW信号がPIP回路から直接供給され、ビデオRAMから読出され
たどのフィールドが小画面モード時に表示されるべきかを決めるために、出力制
御回路321に供給される。
副チャンネルは640fHでサンプルされ、−畜生チヤンネルは11024fで
サンプルされる。副チャンネルFIFO354は、データを、副チヤンネルサン
プル周波数がら主チヤンネルクロック周波数に変換する。この過程において、ビ
デオ信号は815(1024/640 )の圧縮を受ける。これは、Wllチャ
ンネル信号を正しく表示するに必要な4/3の圧縮より大きい。従って、副チャ
ンネルは、4×3の小画面を正しく表示するためには、補間器359によって伸
張されねばならない。補間器359は補間器制御回路371によって制御され、
補間器制御回路371自身はWSP μP 340に応答する。必要とされる補
間器による伸張の量は5/6である。伸張係数Xは次のようにして決められる。
X= (640/1024) * (4/3) =5/6クロミナンス成分U
PIPとV P I P ハ1lt367によって、ルミナンス成分の補間の内
容に応じて決まる長さの時間遅延され、信号U〜AUXとV AUXが出力と乙
て生成される。主信号と副信号のそれぞれのYlU及びV成分は、F r F
0354.356及び358ノ読出しイネーブル信号を制御することにより、出
力信号路312中のそれぞれのマルチプレクサ315.317及び319で組合
わされる。マルチプレクサ315.317.319は出力マルチプレクサ制御回
路321に応答する。この出力マルチプレクサ制御回路321は、画面内画面プ
ロセッサとWSP μP340からのクロック信号CLK、線開始信号SQL、
HC0UNT信号、垂直ブランキングリセット信号及び高速スイッチの出力に応
答する。マルチプレクサされたルミナンス及びクロミナンス成分YMX、UMX
及びV MXは、それぞれのデジタル/アナログ変換器3601362及び36
4に供給される。第4図に示すように、このデジタル−アナログ変換器360
、362.364の後段には、それぞれ低@通過フィルタ361.363.36
5が接続されている。画面内画面プロセッサ、ゲートアレー及びデータ減縮回路
の種々の機能はWsP μP340によって制御されるWsP μP 340は
、これに直列バスを介して接続されたTV μP 21Bに応答する。
この直列バスは、図示のように、データ、クロック信号、イネーブル信号及びリ
セット信号用のラインを有する4本線バスとすることができる。WSP μP
340はwsP uPデコーダ310を通してゲートアレーの種々の回路と交信
する。
1つのケースでは、4x3NTSCビデオを、表示画面のアスペクト比歪みを避
けるために、係数4/3で圧縮することが必要となる。別のケースでは、通常は
垂直方向のズーミングをも伴う、水平ズーミングを行うために、ビデオを伸張す
ることもある。33%までの水平ズーミング動作は、圧縮を4/3未満に減じる
ことによって行うことができる。サンプル補間器は、5−VHSフォーマントで
は5.5MHzまでとなるルミナンスビデオ帯域幅が、1024f□の時は8M
Hzであるナイキスト折返し周波数の大きなパーセンテージを占めるので、入来
ビデオを新たなピクセル位置に計算しなおすために用いられる。
第6図に示すように、ルミナンスデータY MNは、ビデオの圧縮または伸張に
基づいてサンプル値を再計算(rI!calculate)する主信号路304
中の補間器337を通される。スイッチ、即ち、ルート選択器323及び331
の機能は、P I F 0356と補間器337の相対位置に対する主信号路3
04のトポロジーを反転させることである。即ち、これらのスイッチは、例えば
圧縮に必要とされる場合などに、補間器337がFIFO356に先行するよう
にするか、伸張に必要とされる場合のように、FrFO356が補間器337に
先行するようにするかを選択する。スイッチ323と331はルート制御回路3
35に応答し、この回路335自体はWSP μP 340に応答する。小画面
のモードでは、副ビデオ信号がビデオRA M 350に記憶するために圧縮さ
れ、実用目的には伸張のみが必要であることが想起されよう。従って、副信号路
にはこれらに相当するスイッチは不要である。
主信号路は第9図により詳細に示されている。スイッチ323は2つのマルチプ
レクサ325と327によって具体化されている。スイッチ331はマルチプレ
クサ333によって具体化されている。これら3つのマルチプレクサはルート制
御回路335に応答し、このルート制御回路335自体はWSP μP 340
に応答する。水平タイミング/同期回路339が、ラッチ347.351及びマ
ルチプレクサ353の動作を制御し、また、FIFOの書込みと読出しを制御す
るタイミング信号を発生する。クロック信号CLKと線開始信号SOLはクロッ
ク/同期回路320によって生成される。アナログ−デジタル変換制御回路36
9は、Y MN、WSP uP340 、及びUV MNの最上位ビットに応答
する。
補間器制御回路349は、中間ピクセル位置値(K)、補間器補償フィルタ重み
付け(C)、及び、ルミナンスに対するクロックゲーティング情報CGYとカラ
ー成分に対するクロックゲーティング情報CGUVを生成する。
圧縮を行うためにサンプルをいくつかのクロツク時に書込まれないようにし、あ
るいは、伸張のために、いくつかのサンプルを複数回読出せるようにするために
、FIFOデータの中断(デシメーション)または繰返しを行わせるのが、この
クロックゲーティング情報である。
このような圧縮を第15図に示す。LUMA RAMPINの線はFIFOに書
込まれているルミナンスランプビデオデータを表わす。WREN MN Y信号
は特表平5−507832 (12)
有効で高である。即ち、この信号が高の時は、データがFIFOに書込まれてい
ることを示す。4個目ごとのサンプルが、FIFOへ書込まれないようにされる
。凹凸のある線LUMA RAMP−OUTは、データが最初に補間されなかっ
たとした場合にFIFOから読出されるルミナンスランプデータを表わす。ここ
で、ルミナンスFIFOから読出されるランプの平均勾配は、入力ランプよりも
33%急峻であることに注意したい。また、このランプを読出すために必要な有
効読出し時間は、データを書込むために必要な時間より33%少ないことも注目
したい。これによって、4/3圧縮が行われる。FIFOから読出されるデータ
が凹凸にならずに、滑らかとなるように、FIFOに書込まれているルミナンス
サンプルを再計算するのは、補間器337の機能である。
伸張は圧縮と全く逆の態様で行うことができる。圧縮の場合は、書込みイネーブ
ル信号には、禁止パルスの形でクロックゲーティング情報が付されている。デー
タの伸張のためには、クロックゲーティング情報は読出しイネーブル信号に適用
される。これにより、第16図に示すように、データがPIFO356から読出
される時に、データの中断が行われる。線LUMA RAMP INはFIFO
356に書込まれる前のデータを表わし、凹凸のある線LUMA RAMP O
UTはFIFO356から読出される時のデータを表す。この場合、サンプルさ
れたデータを凹凸のある状態から滑らかになるように再計算するのは、この処理
中はFIFO356に後続した位置にある補間器337の機能である。伸張の場
合、データは、FIFO356から読出されている時及び補間器337にクロッ
ク書込みされている時に、中断されねばならない。
これは、データが連続して補間器337中をクロックされる圧縮の場合と異なる
。圧縮及び伸張の両方の場合において、クロックゲーティング動作は、容易に、
同期した態様で行わせることができる。即ち、事象は、1024 f Hのシス
テムクロックの立上がりエツジを基礎にして生じる。
ルミナンス補間のためのこの構成には多数の利点がある。クロックゲーティング
動作、即ち、データデシメーション及びデータ繰返しは同期的に行うことができ
る。
切換可能なビデオデータのトポロジーを用いて補間器とFIFOの位置の切換え
を行わなければ、データの中断または繰返しのために、書込みまたは読出しクロ
ックはダブルクロック(double clock)されねばならなくなってし
まう。この「ダブルクロックされる」という語は、1つのクロックサイクル中に
2つのデータ点がFIFOに書込まれる、あるいは、1つのクロックサイクル中
に2つのデータ点がFIFOから読出されねばならないという意味である。その
結果、書込みまたは読出しクロック周波数がシステムクロック周波数の2倍とな
らねばならないので、回路構成をシステムクロックに同期して動作するようにす
ることはできない。さらに、この切換可能なトポロジーは圧縮と伸張の両方の目
的に対して、1つの補間器と1つのPIFOLか必要としない。ここに記載した
ビデオ切換構成を用いなければ、圧縮と伸張の両機能を達成するために、2つの
FIFOを用いた場合のみ、ダブルクロッキングを避けることができる。その場
合は、伸張用の1つのFIFOを補間器の前に置き、圧縮用の1つのFIFOを
補間器の後に置く必要がある。
副信号の補間は副信号路306で行われる。PIP回路301が、6ビノトY、
USV、8・l:1メモリであるビデオRA M 350を操作して、入来ビデ
オデータを記憶させる。ビデオRA M 350はビデオデータの2フィールド
分を複数のメモリ位置に保持する。各メモリ位置はデータの8ビツトを保持する
。各8ビツト位置には、1つの6ビソトY(ルミナンス)サンプル(640fM
でサンプルされたもの)と他に2つのビットがある。これら他の2ビツトは、高
速スイッチデータ(FSW DAT)か、UまたはVサンプル(80f++でサ
ンプルされたもの)の一部かのいずれか一方を保持している。FSW DATの
値は、どの型のフィールドがビデオRAMに書込まれたかを示す。ビデオRA
M 350にはデータの2フィールド分が記憶されており、全ビデオRAM35
0は表示期間中に読出されるので、両方のフィールドが表示走査期間中に読出さ
れる。PIF回路301は、高速スイッチデータを用いることにより、どちらの
フィールドをメモリから読出して表示すべきかを決める。PIF回路は、動きの
分断という問題を解決するために、常に、書込まれているものと反対のフィール
ドの型を読出す。読出されているフィールドの型が表示中のものと逆である場合
は、ビデオRAMに記憶されている偶数フィールドが、そのフィールドがメモリ
から読出される時に、そのフィールドの最上部の線を削除して反転される。その
結果、小画面は動きの分断を伴うことなく正しいインターレースを維持する。
クロック/同期回路320はFIFO354,356及び358を動作させるた
めに必要な読出し、書込み、及びイネーブル信号を発生する。主及びit主チヤ
ンネルためのFIFOは、各ビデオ線の後で表示するのに必要な部分についてデ
ータを記憶のために書込むようにイネーブルされる。データは、表示の同じ1つ
またはそれ以上の線上で各課からのデータを組合わせるために必要とされる、主
及び副チャンネルのうちの一方(両方ではなく)から書込まれる。副チャンネル
のFIFO354はI■ビデオ信号に同期して書込まれるが、読出しは主ビデオ
信号に同期して行われる。主ビデオ信号成分は主ビデオ信号と同期してF+FO
356と358に読込まれ、主ビデオに同期してメモリから読出される。主チャ
ンネルと=11チャンネル間で読出し機能が切換えられる頻度は、選択された特
定の特殊効果の関数である。
切り詰め形の並置画面のような別の特殊効果の発生は、線メモリFIFOに対す
る読出し及び書込みイネーブル特表千5”507832 (13)
制御信号を操作して行われる。この表示フォーマットのための処理が第7図と第
8図に示されている。切り詰め並置表示画面の場合は、=IIチャンネルの20
48x 8 F T F0354に対する書込みイネーブル制御信号(WREN
A X )は、第7図に示すように、表示有効線期間の(1/2) * (5/
12) =5/12、即ち、約41%(ポスト°スピードアップ(post 5
peed up)の場合)、または、副チャンネルの有効線期間の67%(ブリ
・スピードアップ(pre 5peed up)の場合)の間、アクティブとな
る。これは、約33%の切り詰め(約67%が有効画面)及び補間器による5/
6の信号伸張に相当する。第8図の上部に示す主ビデオチャンネルにおいては、
910x8FIFO356と358に対する書込みイネーブル制御信号(WR−
EN MN Y)は、表示有効線期間の(1/2)*(4/3)=0.67、即
ち、67%の間、アクティブとなる。
これは、約33%の切り詰め、及び、910x8FrFOにより主チヤンネルビ
デオに対して施される4/3の圧縮比に相当する。
FIFOの各々において、ビデオデータは、ある特定の特売で読出されるように
バッファされる。データを各FIFOから読出すことのできる時間の有効領域は
、選んだ表示フォーマットによって決まる。図示した並置切り詰めモードの例に
おいては、主チヤンネルビデオは表示の左半部に表示されており、副チヤンネル
ビデオは表示の右半部に表示される。各波形の任意のビデオ部分は、図示のよう
に、主及び副チャンネルで異なっている。主チャンネルの910x8FIFOの
読出しイネーブル制御信号(RD EN MN)は、ビデオバソクボーチに直ち
に続く有効ビデオの開始点で始まる表示の表示有効線期間の50%の間、アクテ
ィブである。副チヤンネル読出しイネーブル制御信号(RD EN AX)は、
RD−EN MN信号の立下がりエツジで始まり、主チヤンネルビデオのフロン
トポーチの開始点で終わる表示有効線期間の残りの50%の間、アクティブとさ
れる。書込みイネーブル制御信号は、それぞれのFIFO入カデータ(主または
!’I )と同期しており、一方、読出しイネーブル#御信号は主チヤンネルビ
デオと同期している。
第1図(d)に示す表示フォーマットは、2つのほぼ全フィールドの画面を並置
フォーマットで表示できるので、特に望ましい。この表示は、特にワイドフォー
マット表示比の表示、例えば、16×9に有効でかつ適している。はとんどのN
TSC信号は4×3フオーマツトで表わされており、これは、勿論、12×9に
相当する。2つの4×3フオ一マツト表示比のNTSC画面を、これらの画面を
33%切り詰めるか、または、33%詰め込め、アスペクト比歪みを導入して、
同じ16X9フオ一マツト表示比の表示器上に表示することができる。使用者の
好みに応じて、画面切り詰めとアスペクト比歪みとの比を0%と33%の両限界
間の任意の点に設定できる。例えば、2つの並置画面を16.7N詰め込み、1
6.7%切り詰めて表示することかできる。
16×9フオーマツトの表示比の表示に要する水平表示時間は4×3フオーマツ
トの表示比の表示の場合と同じである。なぜなら、両方共、正規の線の長さが6
2.5μ秒だからである。従って、NTSCビデオ信号は、歪みを生じさせるこ
となく正しいアスペクト比を保持するためには、4/3倍にスピードアップされ
ねばならない。この4/3という係数は、2つの表示フォーマントの比、4/3
= (+6/9)/ (4/3)として計算される。ビデオ信号をスピードアン
プするために、この発明の態様に従って可変補間器が用いられる。
過去においては、入力と出力において異なるクロック周波数を持つFIFOが、
同様の機能の遂行のために用いられていた。比較のために、2つのNTSCx3
フォーマyト表示比信号が1つの4x3フオ一マツト表示比の表示器上に表示す
るとすれば、各画面は50%だけ、歪ませるか、切り詰めるか、あるいはその両
方を組合わせなければならない。ワイドスクリーン関係で必要とされるスピード
アップに相当するスピードアップは不要である。
要 約 書
ビデオデータを圧縮しまた伸張する回路はFrFO!1メモリ(356) 、:
補間器(337)を含んでいる。タイミング回路(339)が、データを線メモ
リ(356)に書込み、また、線メモリ(356)からデータを読出して、デー
タの圧縮及び伸張を行うための制御信号を発生する。補間器(337)は、FI
FO線メモリ(356)で圧縮あるいは伸張されたデータを滑らかにする。スイ
ッチング回路1! (325,327,353)が、データ伸張を行うために線
メモリ(356)が補間器(337)に先行して位置される第1の信号路と、デ
ータ圧縮を行うために補間器(337)が線メモリ(356)に先行する第2の
信号路とを選択的に設定する。このスイッチング回路1!1(325,327,
333)は、圧縮または伸張を要する選択された表示フォーマットに従って制御
される。
国際調査報告
Claims (3)
- 1.線メモリと、 データを圧縮しまた伸張するために、上記データを上記線メモリに書込みまた上 記データを上記線メモリから読出すための制御信号を発生する手段と、上記線メ モリで圧縮あるいは伸張されたデータを平滑化するための補間器と、 上記データ伸張を行うために上記線メモリが上記補間器に先行する第1の信号路 と、上記データ圧縮を行うために上記補間器が上記線メモリに先行する第2の信 号路を選択的に設定するスイッチング回路網と、を含む、信号処理回路。
- 2.さらに、上記スイッチング回路網を制御する手段を含んでいる、請求項1の 回路。
- 3.上記線メモリが互いに独立してイネーブルされる書込みポートと読出しポー トとを有する先入れ先出し(FIFO)装置である、請求項1の回路。
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