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発明の名称 ビデオ信号の混合方法及び混合回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−46507
公開日 平成7年(1995)2月14日
出願番号 特願平6−32473
出願日 平成6年(1994)3月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘 (外2名)
発明者 ライネル ハイス
要約 目的
テレビジョン画面の主画像と副画像との境界線付近のかすれを低減したビデオ信号の混合方法を提供する。

構成
テレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入する際に、主信号をブランキングして該主信号を副信号に置換するためのブランキング信号を用いる。副信号の遷移と、それに付随したブランキング信号の遷移とが同時に発生するTVシステムでは、副信号の有限の勾配のせいで、副信号は、主画像と副画像との間の境界領域においてその全振幅に到達しないことがある。このことは、結果として、主画像と副画像との間の境界領域をかすれたものにすることになる。この現象を解消するように、境界上の画素の副信号がその全振幅を有していない場合には、該境界上の画素の副信号をその隣接画素の副信号に置換する。
特許請求の範囲
【請求項1】 主信号をブランキングして副信号に置換するためのブランキング信号を用いてテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するビデオ信号の混合方法であって、前記ブランキング信号と副信号の輝度信号とをそれぞれディジタル化するステップを備え、副画像を含む各走査線において主画像と副画像との間の境界線に隣接する画素の副信号の輝度値が原アナログ輝度信号の過渡変動のせいで不十分な値を有しているかどうかを検査し、かつ該不十分な値をその隣接画素の副信号の輝度値に置換することを特徴とする方法。
【請求項2】 請求項1記載のビデオ信号の混合方法において、2画素間の距離を複数の部分区間に分割し、前記ブランキング信号のスイッチング時点を前記複数の部分区間のうちの1つに割り当て、かつ前記ブランキング信号のスイッチングが特定の部分区間で発生する場合にのみ主画像と副画像との境界領域の画素の副信号の輝度値を置換することを特徴とする方法。
【請求項3】 請求項1又は2に記載のビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値とそれぞれの重み因子との乗算を実行し、かつ前記主信号及び副信号の重み付けされた両輝度値を混合することを特徴とする方法。
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の副信号の輝度値と色度値とをその隣接画素の副信号の各値に置換することを特徴とする方法。
【請求項5】 請求項3又は4に記載のビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値並びに各色度値とそれぞれの重み因子との乗算を実行し、かつ前記主信号及び副信号の重み付けされた両輝度値並びに両色度値をそれぞれ混合することを特徴とする方法。
【請求項6】 請求項4又は5に記載のビデオ信号の混合方法において、副信号の色度値のデータレートを増大させるように前記副信号の色度値を補間することを特徴とする方法。
【請求項7】 請求項4〜6のいずれか1項に記載のビデオ信号の混合方法において、主信号の色度値のデータレートを増大させるように前記主信号の色度値を補間することを特徴とする方法。
【請求項8】 請求項6記載のビデオ信号の混合方法において、前記副信号の色度値のデータレートを輝度信号のデータレートまで増大させることを特徴とする方法。
【請求項9】 請求項7記載のビデオ信号の混合方法において、前記主信号の色度値のデータレートを輝度信号のデータレートまで増大させることを特徴とする方法。
【請求項10】 主信号をブランキングして副信号に置換するためのブランキング信号を用いてテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するビデオ信号の混合方法であって、前記ブランキング信号と、主信号及び副信号の各輝度信号並びに各色信号とをそれぞれディジタル化するステップと、前記ブランキング信号に応じて前記主信号と副信号との間でスイッチングを行うステップとを備え、前記主信号及び副信号の各色信号のデータレートを輝度信号のデータレートまで増大させるように、前記主信号と副信号との間のスイッチング前に前記色信号を補間することを特徴とする方法。
【請求項11】 請求項10記載のビデオ信号の混合方法において、2画素間の距離を複数の部分区間に分割し、前記ブランキング信号のスイッチング時点を前記複数の部分区間のうちの1つに割り当て、かつ前記ブランキング信号のスイッチングが特定の部分区間で発生する場合には、主画像と副画像との境界領域の画素の輝度値と色度値とをその隣接画素の各値に置換することを特徴とする方法。
【請求項12】 請求項10又は11に記載のビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値並びに各色度値とそれぞれの重み因子との乗算を実行し、かつ前記主信号の重み付けされた輝度値及び色度値と、前記副信号の重み付けされた輝度値及び色度値とをそれぞれ混合することを特徴とする方法。
【請求項13】 請求項1記載の方法に従ってテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するためのビデオ信号の混合回路であって、ブランキング信号と、副信号及び主信号の各輝度信号とをそれぞれディジタル化するためのディジタル化手段と、前記副信号の輝度信号を遅延させるための第1の遅延手段と、前記主信号の輝度信号を遅延させるための第2の遅延手段と、前記ブランキング信号を遅延させるための第3の遅延手段と、遅延されないブランキング信号と遅延されたブランキング信号とから前記ブランキング信号のスイッチング時点を判定するための検索テーブル手段と、前記ブランキング信号のスイッチング時点に応じて、前記副信号及び主信号の両輝度信号を混合するための重み因子を表わす第1の制御信号と、前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かの選択を表わす第2の制御信号とを出力するためのデコーダ手段と、前記デコーダ手段から供給された第2の制御信号に応じて、前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かを選択するための選択手段と、前記デコーダ手段から供給された第1の制御信号に応じて、前記選択手段により選択された副信号の輝度信号と、前記主信号の遅延された輝度信号とを混合するための混合手段とを備えた回路。
【請求項14】 請求項13記載のビデオ信号の混合回路において、ディジタル化される前のアナログブランキング信号の低域通過のための低域フィルタを備えた回路。
【請求項15】 請求項13又は14に記載のビデオ信号の混合回路において、前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号が処理される回路。
【請求項16】 請求項15記載のビデオ信号の混合回路において、前記副信号及び主信号の各色信号のデータレートを増大させるための補間手段を備えた回路。
【請求項17】 請求項16記載のビデオ信号の混合回路において、前記補間手段は、前記副信号及び主信号の各色信号のデータレートを副信号及び主信号の各輝度信号のデータレートまで増大させる回路。
【請求項18】 請求項10記載の方法に従ってテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するためのビデオ信号の混合回路であって、ブランキング信号と、副信号及び主信号の各輝度信号並びに各色信号とをそれぞれディジタル化するためのディジタル化手段と、前記副信号及び主信号の各色信号のデータレートを副信号及び主信号の各輝度信号のデータレートまで増大させるように、連続する色信号値を補間するための補間手段と、前記ブランキング信号に応じて、前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号をそれぞれ混合するための混合手段とを備えた回路。
【請求項19】 請求項18記載のビデオ信号の混合回路において、前記副信号の輝度信号と色信号とを遅延させるための第1の遅延手段と、前記主信号の輝度信号と色信号とを遅延させるための第2の遅延手段と、前記ブランキング信号を遅延させるための第3の遅延手段と、遅延されないブランキング信号と遅延されたブランキング信号とから前記ブランキング信号のスイッチング時点を判定するための検索テーブル手段と、前記ブランキング信号のスイッチング時点に応じて、前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号をそれぞれ混合するための重み因子を表わす第1の制御信号を出力するためのデコーダ手段とを備えた回路。
【請求項20】 請求項19記載のビデオ信号の混合回路において、前記デコーダ手段は、前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号をそれぞれ混合するための重み因子を表わす第1の制御信号と、前記副信号の遅延された輝度信号及び色信号か前記副信号の遅延されない輝度信号及び色信号かの選択を表わす第2の制御信号とを出力し、かつ前記デコーダ手段から供給された第2の制御信号に応じて前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かを選択するための選択手段を備えたことを特徴とする回路。
【請求項21】 請求項19又は20に記載のビデオ信号の混合回路において、ディジタル化される前のアナログブランキング信号の低域通過のための低域フィルタを更に備えた回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入する方法及びその回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオ処理において画像を混合することは一般的に行われている。主画像への副画像の挿入は、副画像を構成する副信号が挿入されるべき走査線部分で、主画像を構成する主信号をスイッチオフすることによって実現する。
【0003】アナログ技術において2つの画像を混合することは何等問題はないが、アナログ信号がディジタル化されるテレビジョン受像機においては、表示された副画像に歪み誤差が発生する。この誤差は、結果として、主画像と挿入された副画像との間の鋸歯状の境界線になって現れる。従来のテレビジョン信号処理回路には、境界部分のがたがたした構造を消去する処理を行うものがある。
【0004】ヨーロッパ特許 0 304 308号は、1画面上に複数の画像を同時に表示するためのディジタルTVシステムに関するものであり、副画像を主画像に挿入するために使用されるタイミング信号に同期してメインシステムのクロック信号を停止させるようになっている。
【0005】ドイツ特許 30 27 053号には、主画像と副画像とを切り換えるために使用されるディジタル切換信号を補正する方法が開示されており、該ディジタル切換信号の補正は、2つの標本点間のディジタル切換信号を補間することにより実現するようになっている。
【0006】前記2つの特許は、ただ1種類の境界構造、すなわち、主画像と挿入された副画像部分との間のがたがたした境界線のみの消去に使用することができる。
【0007】ヨーロッパ特許 0 235 902号には、主画像に副画像を挿入する方法及び装置が開示されており、主画像と副画像とが境界部分で急激に遷移することを避けるために、該2つの画像間の境界領域で副画像が主画像にオーバーラップするようになっている。その最も単純な形式では、オーバーラップ領域で副画像0%と主画像100%の構成から、副画像100%と主画像0%の構成まで次第に変化するアルゴリスムが使用されている。その公報には、また、より複雑な場合として、オーバーラップする2画素に対してだけでなく主画像と副画像との隣接画素にも該アルゴリスムが適用可能であることが記述されているが、この種のアルゴリスムについての開示は同公報にはなされていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】主画像と副画像との間のがたがたした境界線及びその急激な遷移以外に、境界線がかすれるという問題もある。境界領域において副画像信号もしくは主画像信号が全振幅を持たない場合には、例えば、その過渡変動のせいで、副画像と主画像との間の境界がかすれて見えるようになる。このような現象は、副信号の遷移と、該副信号に付随したブランキング信号の遷移とが同時に発生するTVシステムにおいて生じる。ここに、ブランキング信号は主画像と挿入される副画像部分との間でスイッチングを行うための信号である。
【0009】副信号は、その有限の勾配のせいで、ブランキング信号のスイッチング時にその全強度に達しない恐れがある。このことは、結果として、主画像と副画像との間の境界領域をかすれたものにすることとなる。更に、主信号と副信号とのスイッチングのせいで、境界線に沿って明るさが変化し、結果的に、挿入された副画像に対して主画像が移動する場合の境界線がちらついてしまうことになる。
【0010】本発明は前記の諸点に鑑みてなされたもので、従来技術の前記の欠点を克服し得る、テレビジョン画面上の主画像への副画像の挿入方法及びそのための回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記の目的は請求項1,10,13及び18の特徴によって達成される。
【0012】請求項1の発明は、主信号をブランキングして副信号に置換するためのブランキング信号を用いてテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するビデオ信号の混合方法において、前記ブランキング信号と副信号の輝度信号とをそれぞれディジタル化するステップを備え、副画像を含む各走査線において主画像と副画像との間の境界線に隣接する画素の副信号の輝度値が原アナログ輝度信号の過渡変動のせいで不十分な値を有しているかどうかを検査し、かつ該不十分な値をその隣接画素の副信号の輝度値に置換することとしたものである。
【0013】請求項2の発明では、請求項1の発明に係るビデオ信号の混合方法において、2画素間の距離を複数の部分区間に分割し、前記ブランキング信号のスイッチング時点を前記複数の部分区間のうちの1つに割り当て、前記ブランキング信号のスイッチングが特定の部分区間で発生する場合にのみ主画像と副画像との境界領域の画素の副信号の輝度値を置換することとした。
【0014】請求項3の発明では、請求項1又は2の発明に係るビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値とそれぞれの重み因子との乗算を実行し、かつ該主信号及び副信号の重み付けされた両輝度値を混合することとした。
【0015】請求項4の発明では、請求項1〜3のいずれか1項の発明に係るビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の副信号の輝度値と色度値とをその隣接画素の副信号の各値に置換することとした。
【0016】請求項5の発明では、請求項3又は4の発明に係るビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値並びに各色度値とそれぞれの重み因子との乗算を実行し、かつ該主信号及び副信号の重み付けされた両輝度値並びに両色度値をそれぞれ混合することとした。
【0017】請求項6の発明では、請求項4又は5の発明に係るビデオ信号の混合方法において、副信号の色度値のデータレートを増大させるように前記副信号の色度値を補間することとした。
【0018】請求項7の発明では、請求項4〜6のいずれか1項の発明に係るビデオ信号の混合方法において、主信号の色度値のデータレートを増大させるように前記主信号の色度値を補間することとした。
【0019】請求項8の発明では、請求項6の発明に係るビデオ信号の混合方法において、前記副信号の色度値のデータレートを輝度信号のデータレートまで増大させることとした。
【0020】請求項9の発明では、請求項7の発明に係るビデオ信号の混合方法において、前記主信号の色度値のデータレートを輝度信号のデータレートまで増大させることとした。
【0021】請求項10の発明は、主信号をブランキングして副信号に置換するためのブランキング信号を用いてテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するビデオ信号の混合方法において、前記ブランキング信号と主信号及び副信号の各輝度信号並びに各色信号とをそれぞれディジタル化するステップと、前記ブランキング信号に応じて前記主信号と副信号との間でスイッチングを行うステップとを備え、前記主信号及び副信号の各色信号のデータレートを輝度信号のデータレートまで増大させるように、前記主信号と副信号との間のスイッチング前に前記色信号を補間することとしたものである。
【0022】請求項11の発明では、請求項10の発明に係るビデオ信号の混合方法において、2画素間の距離を複数の部分区間に分割し、前記ブランキング信号のスイッチング時点を前記複数の部分区間のうちの1つに割り当て、前記ブランキング信号のスイッチングが特定の部分区間で発生する場合には主画像と副画像との境界領域の画素の輝度値と色度値とをその隣接画素の各値に置換することとした。
【0023】請求項12の発明では、請求項10又は11の発明に係るビデオ信号の混合方法において、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値並びに各色度値とそれぞれの重み因子との乗算を実行し、かつ該主信号の重み付けされた輝度値及び色度値と前記副信号の重み付けされた輝度値及び色度値とをそれぞれ混合することとした。
【0024】請求項13の発明は、請求項1の発明に係る方法に従ってテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するためのビデオ信号の混合回路であって、ブランキング信号と副信号及び主信号の各輝度信号とをそれぞれディジタル化するためのディジタル化手段と、前記副信号の輝度信号を遅延させるための第1の遅延手段と、前記主信号の輝度信号を遅延させるための第2の遅延手段と、前記ブランキング信号を遅延させるための第3の遅延手段と、遅延されないブランキング信号と遅延されたブランキング信号とから前記ブランキング信号のスイッチング時点を判定するための検索テーブル手段と、前記ブランキング信号のスイッチング時点に応じて、前記副信号及び主信号の両輝度信号を混合するための重み因子を表わす第1の制御信号と前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かの選択を表わす第2の制御信号とを出力するためのデコーダ手段と、前記デコーダ手段から供給された第2の制御信号に応じて前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かを選択するための選択手段と、前記デコーダ手段から供給された第1の制御信号に応じて前記選択手段により選択された副信号の輝度信号と前記主信号の遅延された輝度信号とを混合するための混合手段とを備えた構成を採用したものである。
【0025】請求項14の発明では、請求項13の発明に係るビデオ信号の混合回路において、ディジタル化される前のアナログブランキング信号の低域通過のための低域フィルタを備えることとした。
【0026】請求項15の発明では、請求項13又は14の発明に係るビデオ信号の混合回路において、前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号が処理されることとした。
【0027】請求項16の発明では、請求項15の発明に係るビデオ信号の混合回路において、前記副信号及び主信号の各色信号のデータレートを増大させるための補間手段を備えることとした。
【0028】請求項17の発明では、請求項16の発明に係るビデオ信号の混合回路において、前記補間手段は、前記副信号及び主信号の各色信号のデータレートを副信号及び主信号の各輝度信号のデータレートまで増大させることとした。
【0029】請求項18の発明は、請求項10の発明に係る方法に従ってテレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入するためのビデオ信号の混合回路であって、ブランキング信号と副信号及び主信号の各輝度信号並びに各色信号とをそれぞれディジタル化するためのディジタル化手段と、前記副信号及び主信号の各色信号のデータレートを副信号及び主信号の各輝度信号のデータレートまで増大させるように連続する色信号値を補間するための補間手段と、前記ブランキング信号に応じて前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号をそれぞれ混合するための混合手段とを備えた構成を採用したものである。
【0030】請求項19の発明では、請求項18の発明に係るビデオ信号の混合回路において、前記副信号の輝度信号と色信号とを遅延させるための第1の遅延手段と、前記主信号の輝度信号と色信号とを遅延させるための第2の遅延手段と、前記ブランキング信号を遅延させるための第3の遅延手段と、遅延されないブランキング信号と遅延されたブランキング信号とから前記ブランキング信号のスイッチング時点を判定するための検索テーブル手段と、前記ブランキング信号のスイッチング時点に応じて前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号をそれぞれ混合するための重み因子を表わす第1の制御信号を出力するためのデコーダ手段とを備えることとした。
【0031】請求項20の発明では、請求項19の発明に係るビデオ信号の混合回路において、前記デコーダ手段は、前記副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号をそれぞれ混合するための重み因子を表わす第1の制御信号と、前記副信号の遅延された輝度信号及び色信号か前記副信号の遅延されない輝度信号及び色信号かの選択を表わす第2の制御信号とを出力することとした。しかも、前記デコーダ手段から供給された第2の制御信号に応じて前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かを選択するための選択手段を更に備えることとした。
【0032】請求項21の発明では、請求項19又は20の発明に係るビデオ信号の混合回路において、ディジタル化される前のアナログブランキング信号の低域通過のための低域フィルタを更に備えることとした。
【0033】
【作用】請求項1の発明によれば、境界領域の副信号の輝度値を隣接画素の値で置換することにより、前記副信号の過渡変動による影響がなくなり、境界領域のかすれが低減される。
【0034】好ましくは、請求項2の発明のように、2画素間の距離は複数の部分区間に分割される。ブランキング信号のスイッチング時点は、複数の部分区間のうちの1つに割り当てられる。境界近傍のある画素における副信号の輝度値は、前記ブランキング信号のスイッチングが特定の部分区間で発生する場合にのみ置換される。このように、ある画素における副信号の輝度値の置換は、ブランキング信号のスイッチング時点と各画素との間の距離に応じて実行される。
【0035】好ましい実施例では、請求項3の発明のように、境界近傍の画素における主信号及び副信号の各輝度値は、それぞれ重み因子によって重み付けされた後、混合される。重み因子は、ブランキング信号のスイッチング時点と各画素との間の距離に応じて決定される。主信号及び副信号の各々重み付けされた輝度値を混合するようにしたので、結果的に主画像と副画像との間の境界のちらつきを招来するような境界線上の不規則な明るさが消去される。
【0036】他の好ましい実施例では、請求項4の発明のように、境界領域の画素の副信号をその隣接画素の副信号に置換するに際し、副信号の輝度値と色度値との双方が用いられる。
【0037】他の実施例では、請求項5の発明のように、境界領域の画素の主信号及び副信号の各輝度値並びに各色度値とそれぞれの重み因子との乗算が混合に先立って実行される。このことは、挿入される副画像がカラー情報を有する場合に有利である。
【0038】他の実施例では、請求項6の発明のように、2個の色度値の間を補間することにより副信号の色度値のデータレートが増大する。
【0039】更に他の実施例では、請求項7の発明のように、2個の色度値の間を補間することにより主信号の色度値のデータレートが増大する。
【0040】以上のように、本発明によれば、副信号あるいは主信号の重み付けあるいは置換により、より正確な色度値が実現し、信号混合処理の質が大幅に向上する。
【0041】好ましくは、請求項8及び9の発明のように、色度値のデータレートは、輝度値のデータレートと同じ値まで増大される。これにより、輝度値及び色度値がともに同じデータレートで処理されるので、信号処理を単純化できる。
【0042】請求項10には、請求項1と異なる方法が記述されている。請求項10の発明によれば、主信号及び副信号の各色度値は、輝度値のデータレートまで補間される。これにより色度データと輝度データとを同じハードウェアで処理することができるようになるので、信号混合処理の質を向上させると同時に、ハードウェア構成の複雑さを低減させることができる。
【0043】他の実施例では、請求項11の発明のように、2画素間の距離は複数の部分区間に分割され、前記スイッチングの時点が複数の部分区間のうちの1つに割り当てられる。そして、ブランキング信号のスイッチングが特定の部分区間において発生する場合には、主画像と副画像との境界領域のある画素の輝度値及び色度値が、隣接画素の輝度値及び色度値に置換されるようになっている。これにより、境界線のかすれが消去される。
【0044】更に他の実施例では、請求項12の発明のように、境界領域のある画素の主信号及び副信号の各輝度値並びに各色度値とそれぞれの重み因子との乗算が実行され、しかる後に混合が行われる。これにより、境界線に沿って分布する不規則な明るさがなくなる。
【0045】請求項13の発明によれば、前記ディジタル化手段と、第1〜第3の遅延手段と、検索テーブル手段と、デコーダ手段と、選択手段と、混合手段とを備えた構成の採用により、請求項1の発明に係るビデオ信号の混合方法を実現した回路を提供できる。
【0046】好ましくは、上記回路は、請求項14の発明のように、ディジタル化される前のアナログブランキング信号の低域通過のための低域フィルタを備える。
【0047】その利点は、該低域フィルタの動作特性を知っておれば、ディジタル化されたブランキング信号から公知の方法によって、ブランキング信号の1つのサンプルから次のサンプルへの遷移の瞬間を再生できることにある。
【0048】好ましくは、請求項15の発明のように、上記回路は、副信号及び主信号の両輝度信号並びに両色信号を処理する。このことは、主画像及び副画像がカラー情報を有する場合に有利である。
【0049】また好ましくは、請求項16の発明のように、上記回路は、混合のためのより正確な色信号が得られるように、副信号の色信号のデータレートを増大させるための補間手段を備える。
【0050】更に好ましくは、請求項17の発明のように、上記補間手段は、副信号及び主信号の各色信号のデータレートを副信号及び主信号の各輝度信号のデータレートまで増大させる。
【0051】これにより、色信号と輝度信号とが同じデータレートで処理され得るので、ハードウェア構成の複雑さを低減することができる。
【0052】請求項18の発明によれば、前記ディジタル化手段と、補間手段と、混合手段とを備えた構成の採用により、請求項10の発明に係るビデオ信号の混合方法を実現した回路を提供できる。
【0053】その利点は、信号混合処理の質が大幅に向上するとともに、輝度信号及び色信号がともに同じハードウェアによって処理可能となることにある。
【0054】好ましくは、上記回路は、請求項19の発明のように、第1〜第3の遅延手段と、検索テーブル手段と、デコーダ手段とを備える。この回路の利点は、境界線に沿った不規則な明るさをなくすことができることにある。
【0055】好ましくは、上記回路は、請求項20の発明のように、重み因子を表わす第1の制御信号に加えて前記副信号の遅延された輝度信号及び色信号か前記副信号の遅延されない輝度信号及び色信号かの選択を表わす第2の制御信号を出力するためのデコーダ手段と、該デコーダ手段から供給された第2の制御信号に応じて前記副信号の遅延された輝度信号か遅延されない輝度信号かを選択するための選択手段とを備える。これにより、境界線のかすれをなくすことができる。
【0056】また好ましくは、上記回路は、請求項21の発明のように、ディジタル化前のアナログブランキング信号の低域通過のための低域フィルタを備える。これにより、ブランキング信号の遷移時点を正確に判定することができる。
【0057】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0058】テレビジョン受像機には、アナログ信号、すなわち、テレビジョン画面上の主画像用の主信号、該主画像に少なくとも部分的に挿入される副画像用の副信号、及び主信号と副信号との間のスイッチングを行うためのブランキング信号が供給されるようになっている。ディジタル式テレビジョン受像機では、これらの入力アナログ信号は予めディジタル化される。
【0059】前記アナログブランキング信号の入力は、主信号と副信号との間のスイッチングを実現するものであって、相対的なステップ遷移を有する2個のレベル(ハイ及びロー)しか有していない。
【0060】第1のステップでは、アナログブランキング信号は低域フィルタに通され、その後、サンプリングされた後、1サンプルにつき1ビット以上を有するデータの流れにディジタル化される。ここでは、4ビットワードのデータの流れが使用される。ブランキング信号がサンプリング前に低域フィルタに通されているので、該低域フィルタの動作特性を知っておれば、ブランキング信号の1つのサンプルから次のサンプルへの遷移の瞬間を、ディジタル化されたブランキング信号から公知の方法によって再生することができる。
【0061】2画素間の区間は複数の部分区間、例えば4個の部分区間に分割されるようになっている。ディジタル領域におけるブランキング信号のスイッチング時点は、2画素間の4個の部分区間のうちの1個に割り当てられる。
【0062】いずれの部分区間で1つのレベルから他のレベルへの遷移が発生したかに応じて、ディジタルブランキング信号にある位相が割り当てられる。
【0063】ここに述べる実施例では、2画素間に4個の部分区間を有しており、該4個の部分区間のいずれにおいても遷移が発生し得る。このことは、前記ディジタルブランキング信号が位相0、位相1、位相2又は位相3のいずれかを持ち得ることを意味する。
【0064】低域フィルタに通されたアナログブランキング信号からディジタル化されたブランキング信号の位相がいかにして発生するかについて説明する。
【0065】ブランキング信号の値の範囲は、16ステップに分割される。アナログブランキング信号をディジタル化する場合、各サンプルには16個の値のうちの1個が割り当てられる。ブランキング信号の連続するサンプルの個々の値を比較すれば、該ブランキング信号の遷移の瞬間を検出することができる。言い換えれば、ブランキング信号の位相を判定することができる。
【0066】図3はブランキング信号の位相をテーブルの助けを借りて判定する方法を示している。テーブルの最上部に位置するBn は、ブランキング信号のn番目のサンプルを示す。テーブルの左側に位置するBn+1 は、ブランキング信号のn+1番目のサンプルを示す。これら連続するサンプルの各々は、前記16個の値のうちの1個を持つようになっている。
【0067】n番目のサンプルBn が14の値を有し、n+1番目のサンプルBn+1 が5の値を有すると仮定すると、前記テーブルより、対応する位相は2であることが判る。
【0068】n番目のサンプルBn が14の値を有し、n+1番目のサンプルBn+1 が10の値を有する場合には、ブランキング信号は定常状態にあると推定される。
【0069】ディジタルブランキング信号には、1個の位相に加えて、1つの状態が割り当てられる。2個の隣接する画素間の全部分区間においてディジタルブランキング信号がローである場合には、該ディジタルブランキング信号の状態は定常ローである。2個の隣接する画素間の全部分区間においてディジタルブランキング信号がハイである場合には、該ディジタルブランキング信号の状態は定常ハイである。ディジタルブランキング信号が2個の隣接する画素間の部分区間のうちの1区間でローからハイへ遷移している場合には、該ディジタルブランキング信号の状態は立ち上がり遷移である。ディジタルブランキング信号が2個の隣接する画素間の部分区間のうちの1区間でハイからローへ遷移している場合には、該ディジタルブランキング信号の状態は立ち下がり遷移である。2個の画素間のディジタルブランキング信号の状態及び位相は、4ビットワードで記憶される。
【0070】次のステップでは、上記ディジタルブランキング信号の状態及び位相の情報が、主画像に副画像部分を挿入するために使用される。これにより、主画像と副画像との間の境界線に沿った明るさの不規則性をなくし、境界領域のかすれをなくすことができる。
【0071】主画像と副画像との境界では、主画像は次第にスイッチオフされるかスイッチオンされ、副画像も次第にスイッチオンされるかスイッチオフされる。この動作は、スイッチングの瞬間の前後の画素の主信号と副信号との各々に重み因子を乗算することによって実行される。重み因子を使用すれば、主画像と副画像との境界線に沿った明るさの不規則性をなくすことができる。
【0072】主画像と副画像との境界領域のかすれは、副信号の過渡変動により引き起こされる。多くの場合、副信号の過渡変動はそれに伴うブランキング信号の過渡変動と同時に発生する。
【0073】副信号の有限の勾配のせいで、ブランキング信号のスイッチング時に、副信号がその全強度に到達しないことがある。そのため、本実施例では境界領域の画素の副信号は副画像の内側の画素の副信号に置換される。副画像の内側の画素の副信号は、その全強度を有しており、結果的に、主信号と混合された場合に境界領域のかすれを招来しない。
【0074】ブランキング信号の立ち上がり遷移時のスイッチング時点の近傍での画素の主信号及び副信号の各重み因子を得る方法、及び境界近傍の画素の副信号を副画像の内側の画素の副信号に置換する方法は、図1に示されている。画素の主信号及び副信号は丸印で表示され、その上部又は下部にはそれぞれ重み因子が付記されている。重み因子と副信号の置換とは、本実施例の4つの位相状態の全てに関して、すなわち、位相0、位相1、位相2及び位相3に関して示されている。
【0075】各位相状態に関して、それぞれの重み因子を持った副信号及び主信号が提示されている。各位相状態の水平方向に延びる点線はアナログブランキング信号を示しており、垂直方向に延びる破線はブランキング信号のスイッチングの瞬間を示している。
【0076】位相0を有するブランキング信号に関して、副信号用の重み因子0と主信号用の重み因子1を有する最も左側の画素は、主信号がスイッチオンの状態にあり、副信号がスイッチオフの状態にあることを示している。次の画素は、スイッチングの瞬間を示す破線の真上に位置している。その副信号及び主信号はともに0.5の重み因子を有している。この場合、主信号と副信号は同等の重み因子を用いて混合される。このスイッチングの瞬間の右側では、主信号がスイッチオフされて重み因子0を有し、副信号がスイッチオンされて重み因子1を有している。
【0077】スイッチング時点の副信号はその過渡変動のせいで全強度にまだ到達していないので、副画像の内側の1画素の全振幅を有する副信号がスイッチング時点の画素のために使用されるようになっている。
【0078】言い換えれば、スイッチング時点の右側の1画素の副信号は、スイッチング時点の右側の該画素のために1回とスイッチング時点の画素のために1回の計2回使用されるようになっている。この処理は、図1に矢印で示されている。
【0079】次に、位相1を有するブランキング信号について説明する。最も左側の画素の主信号及び副信号の重み因子は、それぞれ1と0である。スイッチング時点の左側の1画素の重み因子は、この画素とスイッチング時点との間の距離が1部分区間であるため、副信号に関しては0.25であり、主信号に関しては0.75である。他の全ての画素は、スイッチング時点から1部分区間以上離れているので、0又は1の重み因子を有し、完全にスイッチオフの状態かあるいは完全にスイッチオンの状態である。位相1に関しては、スイッチング時点の左側の1画素の副信号は、スイッチング時点の右側の1画素の副信号に置換される。このスイッチング時点の右側の1画素の副信号は2個の画素のために使用される。図1では、この処理は矢印で示されている。
【0080】位相2を有するブランキング信号に関しては、全ての画素がスイッチング時点から1部分区間以上離れている。そのため、重み因子は、スイッチオンされた信号用の1であるか、あるいはスイッチオフされた信号用の0である。位相2に関しては、いかなる副信号も隣接する画素の副信号に置換されることはない。
【0081】位相3を有するブランキング信号に関しては、重み因子は、画素と垂直方向の破線で示されたスイッチング時点との間の距離に応じて使用される。位相3に関しては、いかなる副信号も隣接する画素の副信号で置換されることはない。
【0082】図2は、ブランキング信号の立ち下がり遷移時にスイッチング時点の近傍の画素の主信号及び副信号の各重み因子を得る方法について示している。また、副信号を隣接画素の副信号に置換する方法についても示している。
【0083】ブランキング信号の立ち下がり遷移時の重み因子は、前記立ち上がり遷移時の重み因子と同様にして選択される。すなわち、垂直方向の破線で示されたスイッチング時点にちょうど位置する画素の主信号及び副信号は、重み因子0.5を有する。スイッチング時点から1部分区間だけ離れた画素の画像信号には、それがスイッチオフの状態であるかスイッチオンの状態であるかに応じて、0.25又は0.75の重み因子が割り当てられる。スイッチング時点から1部分区間以上離れた画素の全主信号及び全副信号には、それらがスイッチオフ状態であるかスイッチオン状態であるかに応じて、0又は1の重み因子が割り当てられる。
【0084】位相0又は1に関して、副画像の範囲内の画素の副信号は、境界領域の画素の副信号と置換するために使用される。言い換えれば、副画像の内側の画素の副信号は、2個の画素用、すなわち、副画像の内側の画素用とスイッチング時点又はスイッチング時点近傍の画素用とに使用される。この処理は、図2に矢印で示されている。位相2及び3に関しては、主画像と副画像との境界領域あるいはその近傍の画素の副信号が置換されることはない。
【0085】図4は、好ましい実施例において上記信号処理がどのように実行されるかを示している。同図において、11〜13は各々遅延モジュールTで構成された第1〜第3の遅延手段、14は検索テーブル、15はデコーダ、16はマルチプレクサ、17はミキサユニットである。デコーダ15は、各々遅延モジュールTで構成された第4及び第5の遅延手段21,22と、論理モジュール23とを備えている。図4のブロック図における信号の流れは右から左の方向であり、遅延モジュールTの左右の画素データはテレビジョン画面上の画素の位置に関係している。図中の遅延モジュール(遅延ライン)Tは、互いに同じ遅延時間を持つように調整される。
【0086】4ビットのデータの流れにサンプリングされる入力ブランキング信号fb_0は、第3の遅延手段13を構成する遅延モジュールTに送られ、その出力がfb_m1となる。fb_0及びfb_m1の各々の最上位ビット(MSB)は、論理モジュール23に直接送られる。これら最上位のビットは、ディジタルブランキング信号の状態に関する情報を与えるようになっている。4つの取り得る状態は、定常ロー、定常ハイ、立ち上がり遷移及び立ち下がり遷移である。fb_0及びfb_m1の各々の下位3ビット(LSB)は、前記ディジタルブランキング信号の遷移に関する位相情報を有する検索テーブル14のアドレスである。立ち上がり遷移及び立ち下がり遷移の情報は同じ検索テーブル14に記憶されているので、立ち上がり/立ち下がりのアドレス指定のためには更に1ビットが必要である。この目的のため、fb_0の最上位ビットも前記検索テーブル14に送られる。
【0087】検索テーブル14は、画素区間の4つの取り得る部分区間のうちブランキング信号のスイッチングが発生する1つの部分区間に対応した2ビット位相情報を出力するようになっている。状態出力state_0及び検索テーブル14の位相出力phase_0はデコーダ15に送られる。このデコーダ15は主信号用及び副信号用の重み因子k_m1(第1の制御信号CONT1)を生成するとともに、副信号の置換用にシフト値sel_m1(第2の制御信号CONT2)を選択する。
【0088】デコーダ15では、第4及び第5の遅延手段21,22を構成する遅延モジュールTにより、状態及び位相のデータが各々1画素クロックだけ遅延されるようになっている。論理モジュール23の機能について、図1及び図2を参照しながら説明する。重み因子は、ブランキング信号の遷移が起こる部分区間に主信号用及び副信号用共に0.50の重み因子が割り当てられるようにして決定される。重み因子0.50を有する部分区間に隣接する部分区間には、スイッチオフされた信号用の0.25の重み因子と、スイッチオンされた信号用の0.75の重み因子とがそれぞれ割り当てられる。ブランキング信号の遷移が起こる部分区間の次の次に位置する部分区間には、スイッチオフされる信号用の0.00の重み因子と、スイッチオンされる信号用の1.00の重み因子とがそれぞれ割り当てられる。
【0089】デコーダ15の出力sel_m1は、遅延されない副信号rgb_0と遅延された副信号rgb_m1及びrgb_m2との選択のためにマルチプレクサ16にアドレスとして与えられる。論理モジュール23からは、5個の取り得る数値0.00,0.25,0.50,0.75及び1.00のうちの1つを有する3ビットの重み因子k_m1が入力されるようになっている。
【0090】ミキサユニット17における最終的な重み付け加算点では、主信号main_m1と重み因子k_m1との乗算と、副信号rs_m1と(1−k_m1)との乗算とが実行される。しかも、混合処理のための乗算器が1個で済むように、2個の加算器が採用されている。
【0091】デコーダ15は、ゲート信号fbgateでディスエーブル状態にされ得る。ゲート信号fbgateがロー状態にある時には、主信号のみが信号処理に使用され、ブランキングは発生しない。ゲート信号fbgateがハイ状態にある場合には、該ゲート信号が主信号のブランキングをイネーブルにする。
【0092】本発明の一実施例では、信号処理のために、主信号及び副信号の輝度値のみが使用される。より好ましい実施例では、輝度信号と色信号との両方の値が信号処理に使用される。
【0093】更に、色度値のデータレートは、前記の方法で主信号及び副信号を処理する前の2個の色度値の間を補間することにより増大されるようになっている。図5は、各輝度信号L0,L1,...の4倍の幅を有する入力色信号C0,C1,...の色度値が補間され、結果的に輝度信号と同じデータレートを有する色信号出力になる過程を示す。
【0094】図6は、本発明の好ましい実施例にしたがってビデオ信号の混合処理を実行するハードウェア構成の一例を示す。
【0095】破線で囲まれた信号処理ユニット1〜3は、輝度信号Yと色信号U及びVとを同時に処理するために3個設けられている。色信号のデータレートは輝度信号のデータレートまでサンプリングされているので、輝度処理及び色処理は1つの処理でしかも同じ形式のハードウェアを用いて実行することができる。
【0096】同様に破線で囲まれた制御ユニット4は、前記3個の信号処理ユニット1〜3に制御信号CONT1,CONT2を送るようになっている。
【0097】ディジタル化された入力ブランキング信号は、第3の遅延手段13を構成する遅延モジュールT及び検索テーブル14に送られる。それにより、検索テーブル14には遅延されないブランキング信号と1度遅延されたブランキング信号とが供給される。これら遅延されないブランキング信号と1度遅延されたブランキング信号とは、図3のBn+1 及びBn 、すなわちブランキング信号のn+1番目のサンプルとn番目のサンプルとを意味し、かつ図4の信号fb_0とfb_m1とを意味している。
【0098】デコーダ15は、主信号との混合のために、遅延されない副信号、1度遅延された副信号あるいは2度遅延された副信号のうちのいずれかが選択されるように、選択ユニット(マルチプレクサ)16に2ビットの出力(第2の制御信号CONT2)を送るようになっている。遅延されない副信号を選択することは、前記境界近傍の1画素の副信号が該画素の右側に位置する1画素の副信号に置換されることを意味する。このことは、図1中の位相0及び位相1において例示されている。1度遅延された副信号を選択することは、画素の副信号が隣接する画素の副信号によって置換されないことを意味する。2度遅延された副信号を選択することは、画素情報がその画素の左側に隣接する画素の情報に置換されることを意味する。この処理は、図2に示されている。
【0099】選択された副信号は、ミキサユニット17に通される。ミキサユニット17はまた、1度遅延された主信号と、重み因子を示す係数(第1の制御信号CONT1)とを入力するようになっている。前記選択された副信号と前記1度遅延された主信号とは、それぞれの重み因子に応じて重み付けがなされ、かつ出力信号を生成するために加算される。
【0100】ブランキングイネーブル信号によりデコーダ15をディスエーブル状態にすることもできる。その場合、主信号のみが信号処理のために使用され、主信号のブランキングは全く発生しない。
【0101】
【発明の効果】本発明によれば、テレビジョン画面上の主画像に副画像を挿入する際に境界領域の副信号の輝度値を隣接画素の値で置換することにより、副信号の過渡変動による影響をなくし、境界領域のかすれを低減させることができる。
【0102】また、主信号及び副信号の各々重み付けされた輝度値を混合することにより、境界線上の不規則な明るさを消去して、主画像と副画像との間の境界のちらつきをなくすことができる。
【0103】また、主信号及び副信号の各色度値を輝度値のデータレートまで補間することにより、色度データと輝度データとを同じハードウェアで処理できるようになるので、信号混合処理の質を向上させると同時に、ハードウェア構成の複雑さを低減させることができる。




 

 


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