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発明の名称 ディジタル色信号処理方法
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7−95615
公開日 平成7年(1995)4月7日
出願番号 特願平5−232937
出願日 平成5年(1993)9月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 藤井 邦彦
要約 目的
サンプリングされた色差信号を間引いた結果、1ライン内のサンプル数に0.5の端数が生じても、間引くタイミングをライン毎に変化させ、かつ多重伝送することにより、メモリのアドレス制御を不要とする。

構成
水平同期信号n倍でサンプリングされた2つの色差信号を2の倍数である整数mで割った結果、整数値kと0.5の端数を生じるようなサンプリング周波数と間引き率に設定し、2n分周した信号でm分周した信号の極性を切り換えた信号でもって2つの色差信号を間引いて時分割多重する。
特許請求の範囲
【請求項1】 2つの色差信号をサンプリングするクロック周波数を水平同期信号周波数のn倍(nは正の整数)に設定し、n/m=k+0.5(mは正の整数かつ2の倍数,kは正の整数)なる関係を満たす整数値mで分周した第1の分周信号の極性を前記整数値nの2倍の値で分周した第2の分周信号で反転/非反転を切り換えたフラグ信号を用いて、サンプリングされた前記2つの色差信号を間引いて時分割多重し、伝送することを特徴としたディジタル色信号処理方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダ(以下、VTRとする)やテレビ等の映像信号を扱う機器で、主に色差信号を時分割多重して伝送するディジタル色信号処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、映像信号に対してディジタル信号処理技術を応用して高画質を図ったVTRが相次いで発表されている。
【0003】これらの多くはライン間処理あるいはフィールド間処理を施すことによってノイズ除去効果を高めたものであり、また一部には記録再生処理をすべてディジタル化して基本性能を高めたものもある。
【0004】上記した処理は、いずれも半導体プロセスの進歩なくしては実現し得ないものであるが、コンパクトなLSI設計を実行するためにはメモリの効率のよい利用が必要不可欠であることは言うまでもない。
【0005】色信号は輝度信号に比べて帯域が狭いため、サンプリング周波数を落とした処理が可能となる。
【0006】従って、サンプリング定理を満たす限りにおいて、数分の1に間引く処理が可能となり、間引く割合に比例してメモリの使用容量も削減できるが、1ラインのサンプリングデータ数の整数分の1となるように間引かなければ垂直方向のサンプリング点がずれてしまい、くし形フィルタに代表される垂直演算処理が正しく行えないことになる。
【0007】このことを図4に示した簡単なタイミングチャートで説明する。図4の(a)はサンプリングクロック、図4の(b)は前述のクロックによりサンプリングされた信号を表している。
【0008】図4の(d)は図4の(a)のサンプリングクロックを2分の1に分周した図4の(c)に示した信号が“H”レベルのときに図4の(b)のデータを選択したデータ列を表している。
【0009】また、第nライン目に続き、第n+1ライン目のデータをひき続き間引いたときのデータ列がその次に示されている。
【0010】なお、説明を簡略化するため各ライン間のデータの記号は同じものとした。上記したように、9個/ラインのデータをサンプリングクロックを2分の1分周した信号をもとに間引くと、1次元的にはデータの連続性は保たれるため、水平方向の演算は問題なく実行できる。
【0011】しかしながら、2次元的に見た場合には、本来(nライン目のデータ,n+1ライン目のデータ)の関係が(D0,D0),(D2,D2),・・・となるべきところが、データの位相が1クロックずれて(D0,D8),(D0,D1),・・・となるため、垂直方向の演算はこのままでは行えない。
【0012】したがって、このような方式で間引いたデータを2次元処理する場合には、メモリの書き込み開始のタイミングを映像信号の先頭で揃える必要がある。
【0013】この問題点に対し、従来は水平同期信号をトリガとして映像信号を間引くタイミングをその始まりでリセットし、垂直方向のサンプリング点が揃うような操作を行っていた。
【0014】しかしながら、このような処理を採用すると1ラインのサンプリングデータ数が異なる可能性があり、基準データ数からの過不足に応じてメモリのアドレス制御が必要となる。
【0015】VTRの色信号をディジタル化して処理し、上述の問題点を解決する1つの手段が、例えば特公平4−38195号公報「ビデオ信号ディジタル処理方法」に示されている。
【0016】以下に、従来のビデオ信号ディジタル処理方法について簡単に説明する。本従来例においては、現行テレビジョン放送方式であるNTSC,PAL両方式の類似性を利用して、ほぼ同一の回路で信号処理を行う方法を提供している。
【0017】すなわち、NTSC方式とPAL方式の色信号のサブキャリア周波数をいずれも共通の周波数に変換し、3分の1にデータを間引いて信号処理を行うものである。
【0018】これにより、例えばくし形フィルタのメモリ容量も3分の1となり、間引き処理に要する回路増を十分補い得るものであるとしている。
【0019】また、3分の1に間引くための条件が、水平同期信号周波数のN倍(Nは整数)をサンプリング周波数とし、かつその整数Nを4で割ってN=4K+M(Kは整数,Mは0,1,2,3のいずれかの数)とし、同じく整数Nを3で割ってN=3L+Q(Lは整数、Qは0,±1のいずれかの数)としたとき、P=M+Qなる整数Pが偶数となるようなNを選択することである。
【0020】このような周波数を選択することにより、Nが3の倍数でなく、3分の1に間引いたことにより垂直方向のサンプリング点がずれても、それは1クロックとなりのデータとなり、しかも位相があっているためくし形フィルタとして構成できることを特徴としている。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従来の構成では、サンプリング周波数が限定されているため、例えばNTSC方式において最も使用頻度の高い4fsc(fscは色副搬送波周波数)のクロック周波数が使えないこと、また、ベースバンド信号(2つの色差信号)が扱えないことにより周辺回路との整合性が非常に取りにくいという問題点を有していた。
【0022】本発明は上記従来の問題点を解決するもので、使用頻度の高いサンプリング周波数が選択でき、かつ色差信号の形態で色信号処理が行え、そのうえ間引き処理によりデータに0.5の端数が生じてもメモリのアドレス制御を必要とせずにくし形フィルタ等の垂直方向の処理が可能となり、かつメモリの使用容量をさらに削減できるディジタル色信号処理方法を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明のディジタル色信号処理方法は、2つの色差信号をサンプリングするクロック周波数を水平同期信号周波数のn倍(nは正の整数)に設定し、n/m=k+0.5(mは正の整数かつ2の倍数、kは正の整数)なる関係を満たす整数値mで分周した第1の分周信号の極性を前記整数値nの2倍の値で分周した第2の分周信号で反転/非反転を切り換えたフラグ信号を用いて、サンプリングされた前記2つの色差信号を間引いて時分割多重し、伝送する方法を提供するものである。
【0024】
【作用】本発明は上記した方法により、水平同期信号周波数のn倍でサンプリングされた2つの色差信号を、n/m=k+0.5なる関係を満たす整数値mで分周した第1の分周信号で間引いて時分割多重する。
【0025】このとき、n/mが整数値とならないため単純に間引くと垂直方向のサンプリング点がずれるため、整数値2nで分周した第2の分周信号で1ライン毎に第1の分周信号の極性を反転させる。
【0026】これにより、間引き処理のタイミングが変化するため、0.5の端数が生じても垂直方向のサンプリング点が一致した信号形態での伝送が実現できるため、メモリに対して特別なアドレス制御を必要としない。
【0027】
【実施例】以下、本発明のディジタル色信号処理方法について、図面を参照しながら説明する。
【0028】色信号をディジタル化して処理する場合、特にNTSC方式では4fsc(fscは色副搬送波周波数:14.3MHz)のサンプリング周波数を採用している。
【0029】これは、記録処理時に色信号と輝度信号を分離するいわゆるY/C分離をディジタル処理で行うのに適した周波数であるためで、再生処理時にも色差信号の変調を考えるとこのサンプリング周波数を用いることが一般的である。
【0030】そこで、サンプリング周波数nを4fsc=910fH(fHは水平同期信号周波数)に設定し、n/m=k+0.5を満たす整数値mとして4を選択する。
【0031】この設定においてデータを間引くと通常は図1に示すようなタイミングとなる。
【0032】図1の(a)は4fscのサンプリングクロックを表し、図1の(b),(c)は前述のクロックによりサンプリングされた2つの色差信号を表している。
【0033】図1の(e)は図1の(d)に示した信号が“H”レベルのときに図1の(b),(c)のデータを選択し、時分割多重したデータ列を表している。
【0034】すなわち、これは(R0,B0),(R2,B2),・・・,(R908,B908)の組合せで2分の1に間引いた455個の色差信号の時分割多重データ列である。
【0035】また、図1の(g)は図1の(a)のサンプリングクロックを4分の1に分周した図1の(f)に示した信号が“H”レベルのときに図1の(e)のデータを選択し、時分割多重したデータ列を表している。
【0036】すなわち、これは(R0,B0),(R4,B4),・・・,(R904,B904),R908の組合せで4分の1に間引いた227+0.5個の色差信号の時分割多重データ列である。
【0037】つぎに、図1の(b)〜(g)の第nライン目の処理に続く第n+1ライン目の処理では、図1の(f)の信号で連続して間引いて行くと、B908,(R2,B2),・・・,(R906,B906)の組合せで4分の1に間引いた227+0.5個の色差信号の時分割多重データ列となる。
【0038】なお、説明を簡略化するため各ライン間のデータの記号(R0,B0等)は同じものとした。
【0039】上記したように、910個/ラインのデータをサンプリングクロックを4分の1分周した信号をもとに間引くと、1次元的にはデータの連続性は保たれるため、水平方向の演算は問題なく実行できる。
【0040】しかしながら、2次元的に見た場合には、本来(nライン目のデータ,n+1ライン目のデータ)の関係が(R0,B0),(R4,B4),・・・となるべきところが(R0,B908),(B0,R2),・・・となるため、垂直方向の演算はこのままでは行えない。
【0041】また、データを1つずらしたとしても(R0,R2),(B0,B2),・・・となって2サンプリング点離れたデータとの演算になるため、これも精度面で問題となる。
【0042】すなわち、図4で示したことと同じ問題が生じることになる。図2は上記した問題点を解決した本発明のディジタル色信号処理方法の動作を説明するタイミングチャートである。
【0043】図2の(a),(b),(c)は図1の(a),(e),(f)と同じものである。
【0044】図1で示した方法では910個のデータを4分の1分周した信号で間引き続けるために各ラインの始まりで極性が反転し、垂直方向にデータが揃わなくなっていた。
【0045】したがって、図2の(d)に示したライン毎に反転する1820分の1分周した信号で、図2の(c)に示す4分の1分周の信号の極性を反転すれば、各ラインの先頭でデータが揃うことになる。
【0046】例えば、図2の(d)の極性が“H”レベルのときに反転させれば第nライン目と第n+1ライン目のデータの先頭データはともに(R0,B0)となる。
【0047】しかも、図4のデータ列に本方式を適用すれば分周信号の極性を反転した境目でデータ周波数が2倍となってしまう問題も、時分割多重しているために多重の連続性は狂うもののデータ周波数としては一定で何ら問題は生じない。
【0048】図3は本発明のディジタル色信号処理方法を用いて実現した色信号処理装置であり、サンプリングクロックを4fsc、間引き処理を4分の1としている。
【0049】入力端子1aに与えられた低域変換色信号は入力端子1cに与えられたキャリア信号をもとに復調回路101で2つの色差信号に復調される。
【0050】復調された2つの色差信号はローパスフィルタ102,103で帯域制限されたのち、間引き回路104で4分の1に間引かれ多重化される。
【0051】多重化された2つの色差信号はくし形フィルタ105や位相方向および振幅方向の制御を行う再生処理回路106で処理され、補間回路107で4倍の周波数に補間される。
【0052】そして、ローパスフィルタ108,109で帯域制限されたのち、変調回路110で変調されて出力端子1dに再生色信号を得る。
【0053】ここで、上記した間引き回路104と補間回路107はフラグ信号発生回路111で発生させたフラグ信号により制御されている。
【0054】フラグ信号発生回路111では入力端子1bに与えられた水平同期信号を分周して図2の(d)に相当する信号を作り、その極性に応じてサンプリングクロックを4分の1分周した信号の反転/非反転を切り換えて、フラグ信号として出力している。
【0055】この信号をもとに間引き回路104では図2で示したデータの間引きを行うため、次段のくし形フィルタ105のメモリ段数は1ライン分455段となる。
【0056】すなわち、1つの色差信号に対して227+0.5段のメモリが必要であるから2つの信号を多重することにより455段の整数となり、アドレス制御等の必要がなくなる。
【0057】また、補間回路107では周波数を4倍に引き上げ、信号を2つに分けて出力するためにフラグ信号が必要となり、この信号はくし形フィルタ105および再生処理回路106の処理遅延を考慮したものとなっている。
【0058】
【発明の効果】以上のように本発明は2つの色差信号をサンプリングするクロック周波数を水平同期信号周波数のn倍(nは整数)に設定し、n/m=k+0.5(mは正の整数かつ2の倍数、kは正の整数)なる関係を満たす整数値mで分周した分周信号の極性を整数値nの2倍の値で分周した分周信号で反転/非反転を切り換えたフラグ信号を用いて、サンプリングされた2つの色差信号を間引いて時分割多重し、伝送することにより間引いたデータ数が0.5の端数を有してもデータ周端数が一定でかつ垂直方向のサンプリング点が揃うためくし形フィルタ等のメモリは単なるシフトレジスタ的なものでよく、複雑なアドレス制御を行う必要がない。
【0059】また、整数分の1からさらに2分の1間引けるためメモリの使用容量もさらに2分の1に削減することができる。




 

 


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