JPH04501795A - 画像処理装置 - Google Patents

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】 画像処理装置 本発明はビデオ信号を処理及び再生する画像処理装置に関する。

デジタルビデオテープレコーダの導入とともに、例えばＣＣＩＲ規格６０１に相 応する従来のビデオ信号をデジタルフォーマットで記録することが可能となった 。これにより、ビデオ信号をデジタルで記録し、デジタルフォーマットで再生す ることが可能となった。

従って、標準化されたビデオテープレコーダを用いることにより、異なる規格の プログラムマテリアルを混合し、標準機器に記録することが可能である。従って 例えばビデオ信号を、６２５本の走査線を有し順次走査し５０Ｈｚのフレーム周 波数の画像信号を供給するカメラにより供給することができる。

例えばＣＣＩＲ規格６０１のレコーダは、走査線飛越し走査による画像信号のみ を記録することができ、テープ幅が制限されているので、順次走査されたビデオ 信号のデータ伝送速度を低減して走査線飛越し走査による画像に変換することが 必要である。データ低減は例えばフィルタリングにより行うことができる。走査 線飛越し走査による画像を形成することは、例えば前記のフィルタリングととも にいわゆるラインシャフリング法を用いることにより行うことができる。このよ うなビデオ画像はＣＣＩＲ規格６０１に沿った信号であり、従って記録可能であ る。本来の順次のビデオ画像の画像再生を改善するために、逆ラインシャフリン グ及び逆フィルタリングにより後処理を行うことができる。

このようにして本来の順次のビデオ画像前処理の後に、飛越し走査による標準テ レビジョン信号と混合し、記録することができる。このようにして形成された混 合信号は、画像再生の改善のために同様に後処理回路に供給される。これにより 、飛越し走査で動作しているソースの信号の画素も後処理され、従ってテレビジ ョン信号が混合された場合に再生の際に画像欠陥が発生する。

本発明の課題は、後処理により発生する欠陥を回避して、異なる規格のテレビジ ョン信号を混合し記録し再生することができる画像処理装置を提供することにあ る。

本発明の課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。本発明の 有利な実施例はその他の請求項に記載されている。

後処理により発生する欠陥を低減する事前補正を標準テレビジョン信号に行うこ とが提案される。入力信号の２番目の画素列が垂直方向で、順次走査された信号 の画素が走査線飛越し走査法による画像信号に変換される際にラインシャフリン グによりシフトされる方向と同一の方向でシフトされる。入力信号の２番目毎の 画素列の画素゛は補間され、垂直方向に、すなわち飛越走査方式の画信号を発生 する場合順次走査される信号の画素と同じ方向にシフトされる。

本発明の課題の別の解決方法として、後処理により発生する欠陥を回避するため に走査線トランスコーディングを行ことも可能である。これにより、２倍の走査 線数を有する画像が形成され、従ってこの画像は順次のソース信号と同一のフォ ーマットを有する。従ってフィルタリング及びラインシャツ著ノング等のその他 の処理は同様に行われる。

次に本発明を実施例に基づいて図を用いて詳しく説明する。

第１図は順次の入力信号の前処理の後の標本値の配置を示す原理図、第２図は順 次の黒白信号の原理図、第３図は事前歪化することなしの飛越し走査による画像 信号の原理図、第４図は事前歪化した飛越し走査による画像信号の原理図、第５ 図は画像処理装置のブロック回路図、第６図は対角線フィルタのブロック回路図 、第７図はラインシャフリング回路のブロック回路図、第８図は逆ラインシャフ リング回路のブロック回路図、第９図は事前歪化スイッチのブロック回路図であ る。

第１ａ図は、データ低減段の後の走査線飛越し無しの画像信号を示す。走査線ｎ 、ｎ＋１．．．．の画素は対角線フィルタリングの後に５点形構造すなわち矩形 の四隅のそれ′ぞれの点と、その各対角線の交点の点とから成る５点形配置を有 する。第１ｂ図はラインシャツリングの後の画素の配置を示す。順次の入力画像 の２ｎｎ＋１目の走査線の画素は２００番目走査線の中にシフトされる。入力画 像の走査線数の１／２の走査線数のビデオフィールドが生ずる。

第２ａ図は、走査線から走査線への黒白移行している入力信号を示す。第１図に 示されているように行われたラインシャフリングにより、第２ｂ図に対応して示 されている水平黒白移行が生ずる。

第３図は、走査線飛越し走査を有する標準テレビジョン信号（第３ａ図）への後 処理の効果を示す。大きい黒白の円は原画の黒白の画素を示し、大きい白色の正 方形は白色の画素を示し、小さい白色及び黒白の円は、後処理によりめられた画 素を示す。

第３ｂ図から分かるように、逆ラインシャフリングにより原子査線の画素は垂直 方向で中間走査線２ｎ＋１の中にシフトされる。

第３ｃ図は、順次の再生信号を形成するための後続の選択的な後フィルタリング の結果として生ずる走査線ｎ＋３、ｎ＋８における鋸歯構造を示す。

原画に存在しないこの鋸歯構造を回避するために、第４図に示されているように 、スタジオ処理の前に飛越し走査による画像信号を予め歪化する。

第４ａ図は、黒白移行を有する標準テレビジョン信号の第１のフィ′−ルドの画 素を示す。フィールドの走査線から隣接の走査線間の間隔の１／２だけ垂直に画 素をシフトすることにより、すなわち２番目毎の画素列の中で垂直に上下に位置 する画素を補間することにより、例えば走査線ｎ＋２、ｎ＋６において、小さい 白色の円として示されている、原画画素を置換する補間値が形成される（第４ｂ 図）。

第４ｃ図は、このフィールドのための逆ラインシャフリングの後の処理段の結果 を示す。第２のフィールドにおいても前記と同様である。

第４ｄ図は、画像処理装置の出力側における結果を示す。走査線ｎ＋３、ｎ＋７ から分かるように事前歪化により、高周波の垂直構造を有する走査線移行部にお ける鋸歯構造は大幅に回避される。

第５図は画像処理装置を示す。

カメラ１により発生された６２５本の走査線と５０Ｈｚのフレーム周波数を有す る順次の画像信号は対角線フィルタ２を介してラインシャフリング回路３に供給 される。ラインシャフリング回路３の出力信号は、標準化されているビデオ記録 機器４で記録され、ビデオ記録機器４は例えば種々のテレビジョン入力信号のた めのミクサを有することもある。再生を改善するために、記録された画像信号は 逆シャフリング回路５を介して選択的事後フィルタリング回路６に供給され、選 択的事後フィルタリング回路６の出力信号はモニタ７で再生される。

標準カメラ９から供給され飛越し走査による画像信号は事前歪化回路８で事前歪 化されてビデオ記録機器４に供給される。事前歪化回路８により、第３図に示さ れている欠点は大幅に回避される。

本発明の課題の別の解決方法として、標準カメラ９の信号を走査線トランスコー ディング回路１０に供給することもできる。

走査線トランスコーディング回路１０により標準カメラ９の画像信号は、順次の 画像信号においてフィルタリング回路２の前に加わるフォーマットに変換される 。

このようにして形成された画像信号は並列にラインシャフリング回路３に供給さ れ、次いで和信号として記録後に、順次の画像信号と同様の処理段に供給される 。

第６図は、本発明の画像処理装置において用いることができる対角線フィルタ２ の構成を示す。

この場合、入力信号ｉｎは遅延素子１１から１４の連鎖回路に供給される。遅延 素子１１の入力側から及び遅延素子１１ないし１４の出力側に信号が、信号をフ ィルタ係数ａｌ、ａ２．．．．．ａｎ−１により重み付けする重み付は回路２０ から２４に供給される。

重み付は回路２０から２４の出力信号は加算回路３０に供給され、加算回路３０ の出力信号は別の遅延素子連鎖回路１５から１８に供給される。遅延回路１５の 入力信号及び遅延回路１５から１８の出力信号も同様に、対応する重み付は係数 ａｌ、ａ２．．．．．ａｎ−１により重み付けを行う重み付は回路２５から２９ に供給される。重み付は回路２５から２９の出力信号は加算器３１に供給され、 加算器３１の出力信号はラインシャフリング回路３に供給される。

第７図はラインシャフリング回路３の回路構成を示す。加算器３１の出力信号は 制御可能なスイッチ４０に供給される。スイッチ４０は線周波数ｆの１／２の周 波数で切換られる。データはスイッチ位置に依存して走査線メモリ４１又は走査 線メモリ４３に書込まれる。走査線メモリ４１．４３のアドレス指定はアドレス 発生器４２により行われる。走査線メモリ４１．４３の出力側は線周波数ｆの１ ／２で切換可能なスイッチ４４に供給される。

ラインシャフリング回路３は次のように動作する。

入力走査線の走査線メモリへの書込みは、第１の走査線が偶数の標本値において この標本値をこの走査線メモリに偶数のアドレス値で書込むように行われ、第２ の走査線の奇数の標本値においてこの標本値をこの当該メモリの奇数のアドレス 領域の中に書込むように行われる。

第８図は逆ラインシャフリング回路５を示す。逆ラインシャフリング回路５は、 第７図のラインシャフリング回路３に対し・て相補的に動作する。入力データは 切換スイッチ５０に供給され、切換スイッチ５０は周波数ｆｖで切換られる。切 換スイッチ５０のそれぞれの出力側は走査線メモリ５１．５３のそれぞれに接続 され、走査線メモリ５１．５３のアドレス指定はアドレス発生器５２により制御 される。走査線メモリ５１．５３の出力側は切換スイッチ５４の入力側に接続さ れ、切換スイッチ５４は切換周波数ｆｖの逆数で切換られる。切換スイッチ５４ の出力側は切換スイッチ５５の１つの入力側に接続されている。切換スイッチ５ ５の第２の入力側は基準電位に接続されている。

逆ラインシャフリング回路５は次のように動作する。入力走査線は順次に一方の メモリ５１．５３に書込まれる。この時間の間に他方のメモリから、このメモリ に書込まれている走査線のデータが読出される。出力走査線のクロック周波数は 、入力走査線のクロック周波数の２倍の大きさである。この読出しの間に偶数の 標本値は１つの出力走査線の持続時間の間に読出され、奇数の標本値は第２の走 査線の持続時間の間に読出される。補間フィルタ６のためのピンポン構造を実現 するために、アドレス発生器５２の制御線により所定の標本値が零にセットされ る。第１の読出し走査線の零にセットされた標本値は偶数の標本値であり、第２ の読出し走査線においては奇数の標本値である。

第９図は、事前歪化回路８を示す。事前歪化回路８は実質的に、１本の走査線の １／２の持続時間の遅延を有する全域通過回路網垂直デジタルフィルタである。

入力信号ｉｎは走査線メモリ６０．６１．６２．６３に供給され、これらの入力 側又は出力側はデータ重み付は回路６４から６８に供給される。データは重み付 は係数ａｌからａｎにより重み付される。重み付は回路６４から６８の出力信号 は加算回路６９に供給される。入力信号ｉｎも同様に走査線遅延回路７０に供給 される。走査線遅延回路７０の出力信号は切換スイッチ７１０入力側に供給され る。切換スイッチ７１は画素周波数の１／２であるクロック周波数ｆｃｋ／２で 切換られる。このように構成されているフィルタは１本の走査線の１／２の遅延 時間を有する。

第６図から第９図に示されている回路例は、第５図に概略的に示されている機能 ブロックの実施例である。個々の回路の別の実施例も可能である。

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Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．高解像度ビデオ信号のためのデータ低減手段（２）及び走査線飛越し形成手 段（３）と、再生改善手段（５、６）とを有する、例えば標準化されているデジ タルビデオレコーダであるデジタルコンポーネントスタジオ（４）の中で高解像 度及び／又は標準ビデオ信号を処理及び再生する画像処理装置において、 標準ビデオ信号を、例えば記録等のスタジオによる処理の前の事前に歪化し、 標準ビデオ信号も再生改善手段（５、６）に供給することを特徴とする画像処理 装置。
2. ２．事前歪化として画素を走査線の１／２だけ垂直方向にシフトすることを特徴 とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. ３．垂直に上下に位置する画素の補間を２番目毎の画素列で行うことを特徴とす る請求項２に記載の画像処理装置。
4. ４．高解像度ビデオ信号のためのデータ低減手段（２）及び走直線飛越し形成手 段（３）と、再生改善手段（５、６）とを有する、例えば標準化されているデジ タルビデオレコーダであるデジタルコンポーネントスタジオ（４）の中で高解像 度及び／又は標準ビデオ信号を処理及び再生する面像処理装置において、 標準ビデオ信号を、例えば記録等のスタジオによる処理の前に走査線トランスコ ーディングし、このようにして形成された順次フオーマットである信号が、高解 像度信号がカメラ撮像後に通過する信号路（２、３、５、６）を通過するように したことを特徴とする画像処理装置。