JPH11136592A

JPH11136592A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH11136592A
Application number: JP9298307A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Matsumoto; 和久松本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】画像信号及び字幕信号に対する処理を十分に
行いながらも、大きな記憶容量のメモリが不要で、基板
面積の増大を招くことなく、１個のＬＳＩから廉価に構
成することが可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置は、画像信号及び字幕信号
を含む入力映像信号ＶＣから画像信号と該画像信号に対
応する字幕信号とをリアルタイムで抽出する信号抽出手
段１１１と、抽出された画像信号の拡大率を設定する画
像信号処理手段１１９とを備えている。画像処理装置は
更に、抽出された字幕信号を記憶する字幕信号記憶手段
１１０と、画像信号処理手段１１９で処理された画像信
号に、字幕信号記憶手段１１０から読み出した字幕信号
を挿入し、表示用映像信号ＶＯとして表示装置に出力す
る字幕信号制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置に関
し、特に、垂直偏向処理によって画面を拡大する普及タ
イプの垂直拡大表示装置に対して適用可能な画像処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、アスペクト比１６：９のワイド
ディスプレイの画面に、現行テレビジョン方式のアスペ
クト比４：３の映像信号による映像をそのまま表示する
と、映像は間延びしたいびつな形状になる。このため、
表示に先立って、アスペクト比４：３の映像信号をアス
ペクト比１６：９の画面に対応させてアスペクト比変換
することが必要である。

【０００３】映像信号の拡大率を切り換える画像表示方
式が、特開平4-192694号公報に記載されている。該公報
に記載の画像表示方式では、現行テレビジョン方式のア
スペクト比４：３の映像信号をメモりに一旦記憶し、メ
モリから読み出した映像信号から有効画面の走査線数を
検出する。更に、この走査線数から拡大倍率を算出し、
算出した拡大倍率に基づいて走査線数の変換倍率を制御
してアスペクト比の変換を行う。

【０００４】上記公報に記載された従来の画像表示方式
では、例えば、映像信号が画像信号以外に字幕信号を含
む場合に、字幕が画像と共に拡大されて画面からはみ出
し、表示されなくなることがある。このような不都合を
解消するため、入力映像信号を一旦メモりに格納し、こ
の入力映像信号から字幕信号と画像信号とを一旦分離す
ると共に、画像信号の拡大率を変更処理し、処理後の画
像信号に字幕信号を再び挿入して出力する画像処理装置
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像処理装
置では、画像信号及び字幕信号を含む入力映像信号をメ
モリに記憶した後に、画像信号処理及び字幕信号を分離
して夫々に処理するため、大きな記憶容量の画面フレー
ムメモリ等が必要になる。このため、例えば、画像処理
装置を１個のＬＳＩ（大規模集積回路）から構成して小
型化する等の要請に応えることは困難であった。

【０００６】本発明は、上記に鑑み、画像信号及び字幕
信号に対する信号処理を十分に行いながらも、大きな記
憶容量のメモリが不要で、基板面積の増大を招くことな
く、廉価なＬＳＩ化も実現可能な画像処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像処理装置は、画像信号及び字幕信号を
含む入力映像信号から画像信号と該画像信号に対応する
字幕信号とをリアルタイムで抽出する信号抽出手段と、
抽出された画像信号の拡大率を設定する画像信号処理手
段と、抽出された字幕信号を記憶する字幕信号記憶手段
と、前記画像信号処理手段で処理された画像信号に、前
記字幕信号記憶手段から読み出した字幕信号を挿入し、
表示用映像信号として表示装置に出力する字幕信号制御
手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】本発明の画像処理装置によれば、入力映像
信号からリアルタイムで抽出した画像信号と該画像信号
に対応する字幕信号とに夫々処理を施し、該画像信号と
映像信号とを字幕信号制御手段によって表示用映像信号
として出力することができる。従って、別個に拡大した
画像に対する適当な位置に字幕を挿入して表示できるの
で、字幕が画面からはみ出して表示されなくなる等の不
具合が回避できる。しかも、字幕信号記憶手段は、字幕
信号を記憶するだけの記憶容量が小さいメモリから構成
できるので、基板面積の増大を招くことがない。従っ
て、画像処理装置を、小型で廉価な１個のＬＳＩから構
成することが可能になる。

【０００９】ここで、字幕信号制御手段が、入力映像信
号から水平同期信号と垂直同期信号とを分離し、水平同
期信号及び垂直同期信号から字幕書き込み位置を指定す
る字幕位置制御手段を備えることが好ましい。この場
合、簡単な回路構成の制御手段によって字幕書き込み領
域の指定をすることが可能になる。

【００１０】更に好ましくは、字幕信号制御手段が、字
幕信号による字幕を表示装置の画面横方向で圧縮した状
態で表示する字幕圧縮手段を備える。この場合、画像と
圧縮字幕とを同時に見ることができ、しかも字幕で隠れ
る画面の面積が減少するので、画面が見やすくなる。

【００１１】また、字幕信号制御手段が、字幕表示の存
在を示すキャラクタデータを画像信号に挿入して出力す
る機能を備えることが好ましい。この場合、画面表示さ
れたキャラクタを見ることによって、例えば字幕の存在
を認識できるので、所定の操作により必要に応じて字幕
表示を行うことができる。

【００１２】好適には、字幕信号制御手段が、画像信号
に挿入する記号文字のキャラクタデータを格納するＲＯ
Ｍを備える。この場合、ＲＯＭを交換するだけでキャラ
クタデータを容易に変更することができる。

【００１３】字幕信号制御手段が、表示装置の画面に、
字幕書込み範囲を示すカーソルを表示するカーソル表示
手段を備えることも好ましい態様である。この場合、字
幕信号の内のどの部分をメモリに書き込み、字幕を画像
に対するどの位置に表示するか等の設定時の指標として
カーソルを便利に用いることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図１は、本発明の第１実施形態例の画像処
理装置の構成を示すブロック図である。画像処理装置
は、クランプ回路１０２、画像信号抽出回路１１８、画
面拡大率設定回路１１９、同期分離回路１０３、水平同
期クロック発生回路１０４、書込み制御ＨＤカウンタ１
０５、読出し制御ＨＤカウンタ１０６、インタレース補
正回路１０７、読出し水平圧縮回路１０８、読出し水平
位置制御回路１０９、ＲＡＭ１１０、字幕信号量子化回
路１１１、字幕信号挿入回路１１２、及びシステム制御
回路１１３を備える。

【００１５】クランプ回路１０２は、映像信号入力端子
１０１からの入力映像信号ＶＩの同期信号の振幅先端又
はペデスタルレベルを一定の直流電圧レベルに固定し
て、入力映像信号ＶＣを出力する機能を有する。入力映
像信号ＶＩ（ＶＣ）は、画像信号及び字幕信号を含んで
いる。図２は、クランプレベルと各スライスレベルとの
関係を示すタイムチャートである。

【００１６】図２(a)は、クランプ回路１０２によって
同期信号先端レベルが一定の直流レベルに固定された入
力映像信号ＶＣに対し、同期分離回路１０３で使用され
る同期分離スライスレベルと、字幕信号量子化回路１１
１で使用される字幕信号検出レベルＬＴとの関係を示
す。図２(b)は、入力映像信号ＶＣから同期信号スライ
スレベルによって分離された同期信号、図２(c)は、入
力映像信号ＶＣから字幕信号検出レベルＬＴによって検
出された字幕信号（文字信号）を示す。図２(d)は、字
幕信号挿入回路１１２で使用される字幕信号挿入レベル
ＬＩと同期先端クランプレベルとの関係を示す。字幕信
号挿入レベルＬＩ及び字幕信号検出レベルＬＴは双方と
も、システム制御回路１１３でレベル設定される。

【００１７】画像信号抽出回路１１８は、システム制御
回路１１３からの制御信号に基づいて、画像信号及び字
幕信号を含む入力映像信号ＶＣから画像信号をリアルタ
イムで抽出する信号抽出手段を構成する。画面拡大率設
定回路１１９は、画像信号抽出回路１１８で抽出された
画像信号の拡大率を設定するもので、例えば、画像信号
から有効画面の走査線数を検出し、この走査線数から拡
大倍率を算出し、算出した拡大倍率に基づいて走査線数
の変換倍率を制御してアスペクト比の変換を行う。

【００１８】同期分離回路１０３は、入力映像信号ＶＣ
から同期信号成分を分離して水平同期信号ＨＤと垂直同
期信号ＶＤとを出力する。水平同期信号ＨＤは、水平同
期クロック発生回路１０４の基準信号となる。垂直同期
信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤは、書込み制御ＨＤカウ
ンタ１０５及び読出し制御ＨＤカウンタ１０６に入力さ
れたときにカウント動作の信号となり、インタレース補
正回路１０７に入力されたときに映像信号のフィールド
判定用の信号となる。

【００１９】水平同期クロック発生回路１０４は、水平
同期信号ＨＤに同期した水平同期信号ＨＤ（fck)、及び
この水平同期信号ＨＤの整数倍（本実施形態例では２
倍）の周波数のクロック信号2fckを出力する。これは、
読出しクロック信号としてfckを用いる他、字幕信号の
横方向圧縮も可能にするためである。水平同期クロック
発生回路１０４は更に、ＲＡＭ１１０への書込みクロッ
ク信号も出力するが、この書込みクロック信号を、後述
のフェーズロックループによって、fckと異なる周波数
の信号として作ることができる。

【００２０】図３は、水平同期クロック発生回路１０４
の一構成例を示すブロック図である。この水平同期クロ
ック発生回路１０４は、位相比較・前値保持回路４０、
積分回路４１、電圧制御発振器４２、及び分周器４３、
４５を備えており、フェーズロックループ（Phase Lock
Loop:ＰＬＬ）によって、水平同期信号ＨＤに同期した
クロック信号2fck及びfckを生成する。クロック信号2fc
kの周波数は、水平同期信号ＨＤの周波数ｆ_HDと分周器
４３、４５との積になる。ここでクロック信号は、ＮＴ
ＳＣ信号等のときにはカラーバーストに同期したクロッ
ク（バーストロック）でよい。しかし、家庭用ＶＴＲの
再生信号等のジッタ（時間軸変動）を含む信号も入力さ
れている場合には、ジッタによる横方向の揺れが目立
ち、目視し難い字幕となるので、水平同期信号ＨＤに同
期したクロック（ラインロック）を使用することが望ま
しい。

【００２１】書込み制御ＨＤカウンタ１０５は、水平同
期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを入力し、垂直同期信
号ＶＤによってリセットされ、水平同期信号ＨＤをカウ
ントする。カウンタ１０５は更に、システム制御回路１
１３から位置設定データPW0、PW1を夫々入力し、垂直書
込み開始パルスWVS及び水平書込み開始パルスWHSをＲＡ
Ｍ１１０に出力し、字幕書込み位置カーソル信号ＷＥを
字幕信号挿入回路１１２に出力する。書込み位置カーソ
ル信号ＷＥは、字幕信号を書込み開始する位置を示すも
ので、システム制御回路１１３による字幕書込み位置の
設定動作中に映像信号に挿入される。

【００２２】図４は、書込み制御ＨＤカウンタ１０５で
処理される各信号を示すタイムチャートである。同図の
(a)は、画像信号及び字幕信号を含む入力映像信号、(b)
は垂直同期信号ＶＤ、(c)は水平同期信号ＨＤを示す。
書込み制御ＨＤカウンタ１０５は、(b)、(c)の垂直同期
信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを(a)の入力映像信号に
入力することによって、(d)、(e)、(f)に夫々示す垂直
書込み開始パルスWVS、水平書込み開始パルスWHS、及び
字幕書込み位置カーソル信号ＷＥを生成する。

【００２３】同４(d)の垂直書込み開始パルスWVSは、書
き込むべき字幕信号のパルス振幅の上端を指定するもの
で、出力タイミングが位置設定データPW0で設定され
る。同図(e)の水平書込み開始パルスWHSは、書き込むべ
き字幕信号の各ライン（走査線）の画面左端を指定する
もので、出力タイミングが位置設定データPW0で設定さ
れると共に、停止タイミングが位置設定データPW1で設
定される。同図(f)の字幕書込み位置カーソル信号ＷＥ
は、字幕信号の書込み期間中出力されるものであるが、
出力期間中でも同期信号部分では出力しなくてもよく、
その出力ラインは水平書込み開始パルスWHSが出力され
るラインに対応する。

【００２４】読出し制御ＨＤカウンタ１０６は、水平同
期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、及びインタレース補正
回路１０７からのカウント補正信号ＨＳを夫々入力し、
垂直同期信号ＶＤによってリセットされ、水平同期信号
ＨＤをカウントする。読出し制御ＨＤカウンタ１０６は
更に、システム制御回路１１３から位置設定データPR
0、PR1を入力し、ＲＡＭ１１０に読出し開始パルスRV
S、読出し水平位置制御回路１０９に水平読出し制御パ
ルスRHDを夫々出力し、字幕信号挿入回路１１２に読出
し位置カーソル信号ＲＥを出力する。読出し位置カーソ
ル信号ＲＥは、字幕の挿入位置を表示するものであり、
システム制御回路１１３による字幕読出し位置の設定動
作中に映像信号に挿入される。また、読出し制御ＨＤカ
ウンタ１０６は、読出し制御パルスRHD及び読出し位置
カーソル信号ＲＥを１ライン分遅らせて出力し、字幕信
号の書き込みと読み出しのフィールドが逆になることに
よる垂直解像度の低下を防止する。

【００２５】図５は、読出し制御ＨＤカウンタ１０６で
処理される各信号を示すタイムチャートである。同図の
(a)は入力映像信号、(b)は垂直同期信号ＶＤ、(c)は水
平同期信号ＨＤを示す。読出し制御ＨＤカウンタ１０６
は、同図(b)、(c)の垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号
ＨＤを(a)の入力映像信号に入力することによって、同
図(d)、(e)、(f)に示す垂直読出し開始パルスRVS、水平
読出し制御パルスRHD、及び読出し位置カーソル信号Ｒ
Ｅを夫々生成する。

【００２６】図５(d)の垂直読出し開始パルスRVSは、読
み出すべき字幕信号の画面上における位置（上端）を指
定するもので、出力タイミングがシステム制御回路１１
３からの位置設定データPR0で設定される。同図(e)の水
平読出し制御パルスRHDは、読み出すべき字幕信号の各
ライン（走査線）の画面左端を指定するもので、出力タ
イミングが位置設定データPR0で設定され、停止タイミ
ングが位置設定データPR1で設定される。同図(f)の読出
し位置カーソル信号ＲＥは、字幕信号の読出し期間中出
力されるものであるが、出力期間中でも同期信号部分で
は出力しなくてもよく、その出力ラインは水平読出し制
御パルスRHDが出力されるラインに対応する。同図(g)
は、ＲＡＭ１１０から読み出され画像信号に挿入される
べき字幕信号を、(d)、(e)、(f)に示す各信号との相対
的な位置（時間）関係で示す。

【００２７】ＮＴＳＣ等の映像信号ではインタレース走
査が行われる。従って、本発明の画像処理装置では、書
き込んだフィールドの次のフィールドで字幕信号を読み
出す場合に、現在の走査線に隣接する他フィールドの走
査線との上下関係が逆転しないように補正を行う必要が
ある。インタレース補正回路１０７は、この補正を行う
ものであり、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを
入力し、映像信号のフィールド判定を行い、字幕信号の
読出し時に、現在の映像信号が奇数フィールドである場
合には、読出し制御ＨＤカウンタ１０６へカウント補正
信号ＨＳを出力する。

【００２８】図６は、インタレース補正回路１０７によ
る補正をドット１〜９から成る斜め線で説明するための
模式図である。同図(a)は、各ドット１〜９が奇数フィ
ールドと偶数フィールドとに夫々正規に位置する状態を
示すものであり、ドット１、３、５、７、９が奇数フィ
ールドの走査線上に位置し、ドット２、４、６、８が偶
数フィールドの走査線上に位置している。同図(b)は、
インタレース補正を施すことなく次のフィールドの映像
に読出しデータを挿入した状態を示しており、ドット
１、３、５、７、９は偶数フィールドに挿入され、ドッ
ト２、４、６、８は奇数フィールドに挿入されている。
この結果、本来は同図(a)のようになるべき斜め線が、
左右に交互に位置ずれした状態で表示されるため、垂直
解像度が低下する。同図(c)は、インタレース補正を施
してから次のフィールドの映像に読出しデータを挿入し
た状態を示しており、この補正によって、ドット１、
３、５、７、９が偶数フィールドに挿入され、ドット
２、４、６、８の読出しデータが、白丸位置から黒丸位
置に移動する。これにより、斜め線が正しく表示され
る。

【００２９】例えば、現在の２倍の２フィールド分のＲ
ＡＭを使用し、同じ側のフィールドで読出しつつ書込み
を行うようにすれば上記補正は不要になるが、その場合
にはメモリサイズが増大して価格上昇を招く。本実施形
態例の画像処理装置では、これをインタレース補正回路
１０７による補正で解決することができる。本画像処理
装置では、読み出し時における補正の他、書き込み時に
おける補正、或いは、偶数フィールドの書き込みのみ１
ライン遅らせる補正によっても同様の補正を行うことが
できる。

【００３０】読出し水平圧縮回路１０８は、水平同期ク
ロック発生回路１０４からクロック信号2fck及びfckを
夫々入力し、システム制御回路１１３から水平圧縮切換
え信号ＨＣを入力し、読出し水平位置制御回路１０９及
びＲＡＭ１１０に読出しクロック信号RCKを出力する。
読出しクロック信号RCKを書込みクロック信号と同じ周
波数にすれば、字幕信号を書込み時と同じサイズで表示
することができ、２倍の周波数にすれば、字幕信号を画
面横方向で半分に圧縮して表示することができる。

【００３１】読出し水平位置制御回路１０９は、水平読
出し制御パルスRHDを読出し制御ＨＤカウンタ１０６か
ら入力し、読出しクロック信号RCKを読出し水平圧縮回
路１０８から入力し、遅延時間設定値ＰＨをシステム制
御回路１１３から入力し、水平読出し開始パルスRHSを
ＲＡＭ１１０に出力する。

【００３２】図７は、読出し水平位置制御回路１０９及
び読出し水平圧縮回路１０８の一構成例を示すブロック
図である。同図で、４６は水平位置制御カウンタ、４７
は信号切換え部である。例えば、読出し水平位置制御回
路１０９に水平読出し制御パルスRHDが入力されると、
読出しクロック信号RCKをクロックとする水平位置制御
カウンタ４６によって、水平読出し制御パルスRHDが遅
延時間設定値ＰＨ分だけ遅延させられ、水平読出し開始
パルスRHSとして出力される。一方、読出し水平圧縮回
路１０８は、水平圧縮切換え信号ＨＣによって信号切換
え部４７が切り換えられ、クロック信号2fck及びfckの
一方を選択して、読出しクロック信号RCKとして出力す
る。

【００３３】ＲＡＭ１１０は、字幕信号である書込みデ
ータＷＤを字幕信号量子化回路１１１から入力し、書込
みクロック信号としてfckを水平同期クロック発生回路
１０４から入力し、垂直書込み開始パルスWVS及び水平
書込み開始パルスWHSを書込み制御ＨＤカウンタ１０５
から入力する。ＲＡＭ１１０は更に、読出しクロック信
号RCKを読出し水平圧縮回路１０８から入力し、垂直読
出し開始パルスRVSを読出し制御ＨＤカウンタ１０６か
ら入力し、水平読出し開始パルスRHSを読出し水平位置
制御回路１０９から入力し、読出しデータＲＤを字幕信
号挿入回路１１２に出力する。

【００３４】図８は、ＲＡＭ１１０の一構成例を示すブ
ロック図である。ＲＡＭ１１０は、メモリセル５０、入
力バッファ５１、書込みアドレスコントローラ５２、読
出しアドレスコントローラ５３、及び出力バッファ５５
を備える。メモリセル５０は、１ビット、ｎ列、ｍ行か
ら構成され（つまり、１ビット×ｎ列×ｍ行）、各行は
走査線の１ラインに対応し、列は１ライン期間のデータ
サンプル数に対応する。従って、メモリセル５０を用い
ると、１ビットから成る１ラインｎサンプルのデータ
を、最大ｍライン分だけ書き込み又は読み出しすること
ができる。

【００３５】ＲＡＭ１１０では、字幕信号の読み出し時
に、書込みデータＷＤが入力バッファ５１に入力され、
更に、垂直書込み開始パルスWVSが書込みアドレスコン
トローラ５２に入力されると、コントローラ５２の行ア
ドレスが１に初期化される。次いで、水平書込み開始パ
ルスWHSが書込みアドレスコントローラ５２に入力され
ると、コントローラ５２の列アドレスが１に初期化さ
れ、メモリセル５０の列方向に、データがクロック信号
fckに同期して書き込まれる。データがｎ列まで書き込
まれた時点でデータの書き込みは停止し、アドレスはそ
の時点における値を保持する。次いで、水平書込み開始
パルスWHSが書込みアドレスコントローラ５２に再度入
力されると、行アドレスが１進み、列アドレスが１に戻
り、２行目に関するデータがメモリセル５０の列方向に
クロック信号fckに同期して書き込まれる。このように
して字幕信号は、ラインの先頭データを各行の先頭に揃
えた状態で書き込まれる。

【００３６】一方、字幕信号の読み出しに関しては、読
出しアドレスコントローラ５３に垂直読出し開始パルス
RVSが入力されると、コントローラ５３の行アドレスが
１に初期化される。更に、水平読出し開始パルスRHSが
入力されると列アドレスが１に初期化され、メモリセル
５０の列方向に、データが読出しクロック信号RCKに同
期して読み出される。データがｎ列まで読み出された時
点で読み出しは停止し、アドレスはその時点における値
を保持する。次いで、水平読出し開始パルスRHSが読出
しアドレスコントローラ５３に再度入力されると、行ア
ドレスが１進み、列アドレスが１に戻り、メモリセル５
０の列方向に、２行に関するデータが読出しクロック信
号RCKに同期して読み出される。読み出されたデータ
は、出力バッファ５５から読出しデータＲＤとして出力
される。

【００３７】字幕信号量子化回路１１１は、システム制
御回路１１３からの制御信号に基づいて、画像信号抽出
回路１１８で抽出された画像信号に対応する字幕信号を
入力映像信号ＶＣからリアルタイムで抽出する信号抽出
手段を構成する。字幕信号量子化回路１１１は、クラン
プされた入力映像信号ＶＣをクランプ回路１０２から入
力し、字幕信号検出レベルＬＴをシステム制御回路１１
３から入力し、標本化クロック信号としてのfckを水平
同期クロック発生回路１０４から入力し、字幕検出出力
（字幕信号）としての書込みデータＷＤをＲＡＭ１１０
に出力する。書込みデータＷＤは、字幕信号検出レベル
ＬＴより大きいレベルを字幕信号の“１”、小さいレベ
ルを“０”に量子化した１ビットデータである。

【００３８】字幕信号挿入回路１１２は、クランプ回路
１０２、画像信号抽出回路１１８及び画面拡大率設定回
路１１９を介して所定の処理を施された画像信号（映像
信号）を入力し、字幕信号挿入レベルＬＩと表示切換え
信号ＳＤとをシステム制御回路１１３から入力し、読出
しデータＲＤをＲＡＭ１１０から入力する。字幕信号挿
入回路１１２は更に、字幕書込み位置カーソル信号ＷＥ
を書込み制御ＨＤカウンタ１０５から入力し、読出し位
置カーソル信号ＲＥを読出し制御ＨＤカウンタ１０６か
ら入力し、表示用映像信号（字幕信号処理出力）ＶＯを
映像信号出力端子１１４に出力する。

【００３９】図９及び図１０は、字幕信号挿入回路の構
成例を示すブロック図である。図９の字幕信号挿入回路
１１２ａは、字幕信号切換え挿入方式のものであり、ロ
ーパスフィルタ５６、切換え部５７及び切換え部５９を
備える。ローパスフィルタ５６は、字幕信号挿入によっ
て発生した信号帯域以上の高周波成分を除去する。切換
え部５７は、入力された表示切換え信号によって、読出
しデータＲＤ、字幕書込み位置カーソル信号ＷＥ、及び
読出し位置カーソル信号ＲＥの内のいずれか一方を選択
する。切換え部５９は、切換え部５７で選択された信号
に対応して、画像信号（映像信号ＶＣ）及び字幕信号挿
入レベルＬＩのいずれか一方を選択する。このような構
成の字幕信号挿入回路１１２では、カーソルを白一色の
帯で画面表示できる。

【００４０】図１０の字幕信号挿入回路１１２ｂは、字
幕信号加算挿入方式のものであり、図９におけると同様
のローパスフィルタ５６及び切換え部５７に加え、切換
え部６０、加算器６１及び振幅制限器６２を備える。切
換え部６０は、切換え部５７で選択された信号に対応し
て、０レベル及び字幕信号挿入レベルＬＩの一方を選択
する。加算器６１は、切換え部６０で選択された信号と
画像信号（映像信号ＶＣ）とを加算して振幅制限器６２
に出力する。振幅制限器６２は、加算器６１での加算に
よって映像信号ＶＣが白レベルを越える場合に、白レベ
ルを越えないように信号をクリップする。

【００４１】字幕信号挿入回路１１２ａでは、読出しデ
ータＲＤ、字幕書込み位置カーソル信号ＷＥ、及び読出
し位置カーソル信号ＲＥを画像信号（映像信号ＶＣ）に
挿入する。しかし、字幕信号挿入回路１１２ｂでは、読
出しデータＲＤ、カーソル信号ＷＥ及びＲＥを、ＲＧＢ
変換のＲ、Ｇ、Ｂの各信号に挿入することができるの
で、カラーで画面表示することができる。このような構
成の字幕信号挿入回路１１２ｂでは、字幕信号挿入レベ
ルＬＩを適宜選択することによって、下地の映像も表示
することができる。

【００４２】システム制御回路１１３は、外部のスイッ
チやコントローラ等とのインターフェースを含んでお
り、上述した各制御信号や設定データ等を出力する機能
を有する。すなわち、システム制御回路１１３は、テレ
ビジョン受信機内部のシステムマイクロコントローラ等
から字幕移動処理動作（ON/OFF）、字幕書込み位置設定
動作（ON/OFF）、字幕読出し位置設定動作（ON/OFF）、
字幕信号検出レベル、或いは、字幕信号重畳レベル等を
入力し、各構成回路に必要な情報を供給する。

【００４３】図１１は、テレビジョン受信機の画面に映
像や字幕を表示した一般的な場合を示す模式図であり、
(a)は通常のテレビジョン受信機の画面６５に、ビスタ
サイズの映像を有するＮＴＳＣ方式等の映像信号をその
まま表示した例を示す。画面６５の中央に映像部分があ
り、この映像部分の下方に字幕が挿入されている。また
同図(b)は、(a)における映像のみを拡大して画面６５の
全域に表示した状態を示す。この場合には、画面６５の
中央に映像が拡大されて表示されるので、(a)で映像部
分の下方に表示されていた字幕は画面６５から消失す
る。

【００４４】ここで、本発明に係る画像処理装置による
と、次のように表示できる。図１２は、この画像処理装
置による表示内容を示す模式図である。同図(a)では、
画面６５の全域に拡大表示された図１１(b)の画像の表
示部分に、図１１(a)で示した字幕をそのまま移動させ
て挿入している。この表示例では、拡大した映像と字幕
とを同時に見ることができる。また、図１２(b)では、
画面６５の全域に拡大表示された図１１(b)の画像に、
図１１(a)で示した字幕を画面横方向で圧縮した状態で
挿入している。この表示例においても、拡大画像と圧縮
字幕とを同時に見ることができ、しかも字幕で隠れる画
面の面積が図１２(a)の場合に比較して半分になるの
で、目視し易くなる。

【００４５】図１２(c)は、画面横方向で圧縮した同図
(b)の字幕を画面６５に挿入する場合の挿入可能位置を
示すものである。この挿入可能位置として、例えば、画
面６５の上下位置における左部分及び右部分の計４箇所
が挙げられるが、内容に応じていずれか目視し易い位置
に挿入することができる。

【００４６】図１３は、本画像処理装置による別の表示
状態を示す模式図である。同図(a)では、元の字幕付き
のビスタサイズの画像を表示した図１１(a)の画面６５
の下部にカーソルを挿入し、字幕の書込み範囲を表示し
ている。図１３(b)では、画面６５の略中央部にカーソ
ルを挿入し、字幕の書込み範囲を表示している。字幕書
込みの設定範囲は、カーソルの位置及び幅で示される。
このように、画面６５にカーソルを挿入する手法は、字
幕信号の内のどの部分をメモリに書き込み、字幕を画像
に対するどの位置に表示するか等を設定する際の指標と
して便利に用いられる。

【００４７】図１４は、本発明の第１実施形態例の画像
処理装置を機能的に表した場合のブロック図である。画
像処理装置は、画像信号抽出回路１１８に対応する画像
信号抽出手段と、画面拡大率設定回路１１９に対応する
画像信号処理手段と、クランプ回路１０２及び字幕信号
量子化回路１１１に対応する字幕信号抽出手段と、ＲＡ
Ｍ１１０に対応する字幕信号記憶手段と、同期分離回路
１０３、水平同期クロック発生回路１０４及び書込み制
御ＨＤカウンタ１０５に対応する字幕信号書込み制御手
段とを備える。画像処理装置は更に、読出し制御ＨＤカ
ウンタ１０６及び読出し水平位置制御回路１０９に対応
する字幕信号読出し制御手段と、字幕信号挿入回路１１
２に対応し、字幕信号記憶手段から読み出した字幕信号
を画像信号の指定領域に挿入して表示装置に出力する字
幕信号挿入手段と、システム制御回路１１３に対応する
システム制御手段とを備える。

【００４８】画像処理装置では、画像信号抽出手段が、
システム制御手段からの制御信号に基づいて、入力映像
信号ＶＣから画像信号をリアルタイムで抽出し、画像信
号処理手段が、画像信号抽出手段で抽出された画像信号
の拡大率を設定して出力する。

【００４９】一方、字幕信号抽出手段が、上記画像信号
抽出手段が画像信号を抽出したと同じ入力映像信号ＶＣ
から、同期信号又はペデスタルレベルを一定レベルにク
ランプした後に、システム制御手段で設定された字幕信
号検出レベルと比較する。この結果、大きいものを
“１”、小さいものを“０”として、字幕信号記憶手段
への書込みクロック信号と同じ周波数のクロック信号
で、標本化を行う。つまり、字幕信号をリアルタイムで
抽出する。入力映像信号ＶＣの周波数が標本化周波数に
対し１／２以上のものが含まれるときは、クランプの前
又は後ろで入力映像信号ＶＣの周波数が１／２以下とな
るように帯域制限を行う。

【００５０】字幕信号書込み制御手段（字幕位置制御手
段）は、同期分離回路１０３によって入力映像信号ＶＣ
から水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを分離す
る。水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤは、字幕の
書込み位置を指定する書込み制御ＨＤカウンタ１０５に
入力される。書込み制御ＨＤカウンタ１０５は、システ
ム制御手段で設定された書込み開始位置と書込み終了位
置とに関するデータを有し、書込み開始位置に到達する
と、字幕信号記憶手段への書込み制御信号である書込み
開始パルスWVS、WHS及び字幕書込み位置カーソル信号Ｗ
Ｅを出力する。次いで、書込み終了位置に到達すると、
これらの書込み制御信号の出力を停止する。また、字幕
信号書込み制御手段は、水平同期クロック発生回路１０
４で、字幕信号記憶手段への書込みクロック信号fscを
水平同期信号ＨＤを基準信号としてＰＬＬによって生成
する。

【００５１】字幕信号記憶手段は、１ビット×１ライン
当たりのサンプル数×字幕記号記憶ライン数から構成さ
れるＲＡＭ１１０であり、字幕信号記憶ライン数の上限
は、ＲＡＭ１１０の字幕信号記憶ライン数で定まる。字
幕信号記憶手段は、字幕信号抽出手段からの信号を字幕
信号書込み制御手段によって書き込みこれを保持すると
共に、保持した信号が字幕信号読出し制御手段の制御に
基づいて読み出される。

【００５２】字幕信号読出し制御手段は、字幕信号書込
み制御手段から水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤ
を受け取り、読出し制御ＨＤカウンタ１０６に対応する
字幕読出し位置指定カウンタに入力する。読出し位置指
定カウンタは、システム制御手段で設定された読出し開
始位置と読出し終了位置とに関するデータを有する。字
幕読出し位置指定カウンタは、読出し開始位置に到達し
た時点で、字幕信号記憶手段への読出し制御信号として
の垂直読出し開始パルスRVS、水平読出し開始パルスRH
S、読出し制御パルスRHD、及び読出し位置カーソル信号
ＲＥを出力する。更に、読出し終了位置に到達した時点
で、各信号RVS、RHS、RHD、ＲＥの出力を停止する。

【００５３】また、字幕信号読出し制御手段は、字幕信
号書込み制御手段の水平同期クロック発生回路１０４か
ら、書込みクロック信号fsc及びその２倍の周波数を持
つクロック信号2fscを入力し、読出しクロック信号RCK
を発生し、字幕信号記憶手段に供給する。

【００５４】字幕信号挿入手段は、字幕信号記憶手段か
ら字幕信号読出し制御手段によって読み出されたデータ
の１レベルの期間だけ、システム制御手段で設定された
字幕信号挿入レベルを、画像信号処理手段からの画像信
号に挿入、又は加算する。本発明の第１実施形態例にお
ける画像処理装置では、このように全体として字幕信号
を画像信号に挿入し、画面６５に表示する。

【００５５】次に、本発明に係る画像処理装置の第２実
施形態例について説明する。図１５は、本実施形態例の
構成を示すブロック図である。同図では、図１に示した
画像処理装置と同様の機能をもつ要素には同じ符号を付
している。

【００５６】本実施形態例の画像処理装置は、第１実施
形態例の画像処理装置と同様の字幕表示機能に加え、記
号文字表示機能を備える。すなわち、本実施形態例の画
像処理装置は、キャラクタデータ発生用のＲＯＭ１１５
と、記号文字コード書込み制御回路１１６と、書込みデ
ータ選択回路１１７とを有し、字幕に対応するキャラク
タを字幕表示に代えて画面表示する。

【００５７】記号文字書込み制御回路１１６は、ＲＡＭ
１１０に記号文字コードを書き込むためのものであり、
記号文字コードや配列等の情報の信号ＣＤをシステム制
御回路１１３から受け取り、クロック信号fckと、同期
分離回路１０３から入力した水平同期信号ＨＤ及び垂直
同期信号ＶＤとに同期し、且つ入力された配列情報に従
って記号文字コードを出力する。

【００５８】書込みデータ選択回路１１７は、字幕信号
量子化回路１１１と字幕文字コード書込み制御回路１１
６との出力を選択し、ＲＡＭ１１０への書込みデータＷ
Ｄを出力する。書込みデータ選択回路１１７は、システ
ム制御回路１１３からの切換え信号WDSによって切り換
わり、字幕信号量子化回路１１１の出力と記号文字コー
ド書込み制御回路１１６の出力の一方を選択してＲＡＭ
１１０に出力する。キャラクタデータＲＯＭ１１５は、
読出しデータＲＤをＲＡＭ１１０から記号文字コードと
して入力し、この記号文字コードに対応するキャラクタ
データを字幕信号挿入回路１１２に出力する。

【００５９】ここで、第１実施形態例の画像処理装置と
は異なる動作のみ説明する。すなわち、本実施形態例の
画像処理装置では、書込みデータ選択回路１１７が、字
幕信号量子化回路１１１を経由した字幕信号と、記号文
字書込み制御回路１１６からの記号文字コードとの一方
を、システム制御回路１１３からの切換え信号WDSに従
って選択し、ＲＡＭ１１０に出力して記憶させる。これ
により、字幕信号挿入回路１１２は、ＲＡＭ１１０から
入力した読出しデータＲＤに基づいて第１実施形態例と
同様に字幕を画面表示し、又は読出しデータＲＤに対応
するキャラクタデータをキャラクタデータＲＯＭ１１５
から読み出し、対応するキャラクタを画面表示する。

【００６０】キャラクタを画面６５に表示する様子を図
１６を用いて説明する。すなわち、本画像処理装置で
は、字幕信号を格納するＲＡＭ１１０に、画面サイズや
字幕の有無等の情報を表示するキャラクタに対応する記
号文字コードを書き込み、記号文字コードを読出しデー
タＲＤにのせてキャラクタデータＲＯＭ１１５に出力す
る。このとき、字幕信号挿入回路１１２が、記号文字コ
ードに対応するキャラクタデータをキャラクタデータＲ
ＯＭ１１５から読み出し、画面６５の例えば右下に「字
幕あり」というキャラクタを表示する。

【００６１】このように、本画像処理装置によれば、入
力映像信号ＶＩ（ＶＣ）からリアルタイムで抽出した画
像信号と字幕信号とを夫々に処理した後に、双方を合わ
せて表示用映像信号ＶＯとして出力すること、或いは、
字幕信号に代わるキャラクタデータを画像信号に挿入し
て表示用映像信号ＶＯとして出力することができる。従
って、視聴者は、画面６５に表示された「字幕あり」の
キャラクタを見ることで字幕の存在を認識できる。例え
ば、洋画を視聴している場合であれば、所定の操作によ
り、画面６５に必要に応じて字幕を表示することができ
る。また、「字幕あり」のような文字キャラクタではな
く、記号のみによるキャラクタを表示することも可能で
ある。尚、前記字幕信号挿入手段、字幕位置制御手段、
字幕圧縮手段、キャラクタデータＲＯＭ及びカーソル表
示手段から字幕信号制御手段が構成されている。

【００６２】図１７は、第１及び第２実施形態例の比較
例としての表示装置を示すブロック図である。この表示
装置は、ディジタル信号処理を行わずに映像の垂直拡大
（垂直偏向処理）を行ってアスペクト比変換を行う垂直
拡大表示装置の一例である。垂直拡大表示装置は、ＹＣ
分離色復調回路２５、ＲＧＢ変換回路２６、ドライブ回
路２７、ＣＲＴ等の表示装置２９、同期分離回路３０、
偏向回路３１、及び垂直偏向制御回路３２を備える。

【００６３】上記垂直拡大表示装置では、ディジタル信
号処理を行わず、ＣＲＴ等の表示装置２９における映像
の拡大部分で垂直偏向を大きくすることによって映像の
垂直拡大を行う。すなわち、映像信号がＹＣ分離色復調
回路２５及び同期分離回路３０に入力されると、ＲＧＢ
変換回路２６によって映像信号がＲＧＢ表示系に変換さ
れ、この信号がドライブ回路２７を介して表示装置２９
に出力される。一方、同期分離回路３０に入力された映
像信号は、垂直偏向制御回路３２及び偏向回路３１を介
して表示装置３１に出力される。従って、垂直拡大表示
装置では、例えば洋画等で画面表示される字幕がある場
合に、画像と字幕とを含んだ領域のみを垂直拡大して画
面一杯に表示するのみで、字幕を画像に対して移動させ
て表示することはできない。

【００６４】図１８は、第１及び第２実施形態例の比較
例としての表示装置を示すブロック図である。この表示
装置は、ディジタル信号処理によりアスペクト比を変換
する機能を有する垂直拡大表示装置として構成される。
垂直拡大表示装置は、ＡＤ変換回路１１、ＹＣ分離色復
調回路１２、字幕信号処理回路１３、走査線補間回路１
５、垂直拡大回路１６、ＤＡ変換回路１７、ＲＧＢ変換
回路１９、ドライブ回路２０、ディスプレイ等の表示装
置２１、同期分離回路２２、及び偏向回路２３を備え
る。

【００６５】上記垂直拡大表示装置では、次の動作で、
ビスタサイズ等の映像信号に対して映像部分を画面一杯
に拡大表示し、且つ字幕信号を移動させて映像信号に挿
入し表示装置２１に表示する。すなわち、映像信号がＡ
Ｄ変換回路１１と同期分離回路２２とに入力されると、
ＡＤ変換回路１１が、映像信号全体をディジタル信号に
変換し、ＹＣ分離色復調回路１２が輝度信号Ｙと色信号
Ｃとを分離して色復調を実行し、字幕信号処理回路１３
が字幕部分を画像メモリ（図示せず）に書き込む。次い
で、走査線補間回路１５が、所定の挿入タイミングで画
像メモリから字幕信号を読み出して映像信号に加算する
ために、取り込んだ映像信号の走査線を画面前面の走査
線に戻す。更に、垂直拡大回路１６が映像部分を画面全
体に表示するように垂直方向を拡大し、ＤＡ変換回路１
７が垂直拡大回路１６からの入力信号をアナログ変換
し、ＲＧＢ変換回路１９がＤＡ変換回路１７からのアナ
ログ信号をＲＧＢ表示系に変換する。ＲＧＢ変換回路か
らの変換信号がドライブ回路２０を介して表示装置２１
に出力され、同期分離回路２２及び偏向回路２３を経由
した映像信号が表示装置２１に出力され、字幕を含む画
像が表示装置２１に表示される。

【００６６】上記垂直拡大表示装置では、入力映像信号
から一旦分離した字幕信号を映像信号に再度挿入して画
面表字することはできるものの、画像メモリを使ったデ
ィジタル信号処理が必要である。映像信号全体にわたる
このディジタル信号処理は、信号処理の精度や自由度が
増す一方で、部品点数の増加、基板面積の増大等を生じ
るため、コストアップに繋がる。従って、製品の多数を
占める普及タイプの垂直偏向処理による垂直拡大表示装
置に、有効な字幕信号処理回路を搭載することが困難に
なる。

【００６７】上記比較例に対し、第１及び第２実施形態
例の画像処理装置によると、次の効果を奏する。つま
り、テレビジョン受信機で、例えばビスタサイズの映像
ソフトのように中央付近の画像部分（図１１(a)参照）
とその外側の字幕部分とを含む映像信号を入力し、画像
部分のみを画面一杯に表示する場合に、画面６５から消
失した字幕を画像部分に表示することを、フィールドメ
モリ、Ａ／Ｄ、又はＤ／Ａコンバータ等を用いた大規模
な回路を使用せずに、単一の集積回路で構成できる。従
って、製品の多数を占める普及タイプの垂直偏向処理に
よる垂直拡大表示を行うテレビジョン受信機に対し、十
分に採用可能な字幕信号処理回路を提供できる。

【００６８】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の画像処理装置は、上記実施
形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施
形態例の構成から種々の修正及び変更を施した画像処理
装置も、本発明の範囲に含まれる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置によると、画像信号及び字幕信号に対する処理を十
分に行いながらも、大きな記憶容量のメモリが不要であ
り、従って、基板面積の増大を招くことなく、１個のＬ
ＳＩから廉価に構成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態例の画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】クランプレベルと各スライスレベルとの関係を
示すタイムチャートであり、(a)は同期分離スライスレ
ベルと字幕信号検出レベルとの関係、(b)は同期信号ス
ライスレベルによって分離された同期信号、(c)は検出
された字幕信号、(d)は字幕信号挿入レベルと同期先端
クランプレベルとの関係を示す。

【図３】水平同期クロック発生回路の一構成例を示すブ
ロック図である。

【図４】書込み制御ＨＤカウンタで処理される各信号を
示すタイムチャートであり、(a)は入力映像信号、(b)は
垂直同期信号、(c)は水平同期信号、(d)は垂直書込み開
始パルス、(e)は水平書込み開始パルス、(f)は字幕書込
み位置カーソル信号を示す。

【図５】読出し制御ＨＤカウンタで処理される各信号を
示すタイムチャートであり、(a)は入力映像信号、(b)は
垂直同期信号、(c)は水平同期信号、(d)は垂直読出し開
始パルス、(e)は水平読出し制御パルス、(f)は読出し位
置カーソル信号、(g)は画像信号に挿入されるべき字幕
信号を示す。

【図６】インタレース補正を複数のドットによる斜め線
で説明するための模式図であり、(a)は各ドットが夫々
正規位置にある状態、(b)はインタレース補正を施さな
い場合の状態、(c)はインタレース補正を施した状態を
示す。

【図７】読出し水平位置制御回路及び読出し水平圧縮回
路の一構成例を示すブロック図である。

【図８】ＲＡＭの一構成例を示すブロック図である。

【図９】字幕信号挿入回路の構成例を示すブロック図で
ある。

【図１０】字幕信号挿入回路の構成例を示すブロック図
である。

【図１１】画面に映像や字幕を表示した一般的な場合を
示す模式図であり、(a)は画面に映像をそのまま表示し
た例、(b)は(a)における映像のみを拡大して表示した例
を示す。

【図１２】本画像処理装置による表示内容を示す模式図
であり、(a)は拡大表示した画像に字幕をそのまま挿入
した例、(b)は拡大表示した画像に字幕を圧縮して挿入
した例、(c)は画面横方向で圧縮した字幕の挿入可能位
置を示す。

【図１３】本画像処理装置による別の表示状態を示す模
式図であり、(a)は画面の下部にカーソルを挿入した
例、(b)は画面の略中央部にカーソルを挿入した例を示
す。

【図１４】第１実施形態例の画像処理装置を機能的に表
した場合のブロック図である。

【図１５】本発明に係る第２実施形態例の画像処理装置
の構成を示すブロック図である。

【図１６】第２実施形態例の画像処理装置による表示内
容を示す模式図である。

【図１７】第１及び第２実施形態例の比較例としての表
示装置を示すブロック図である。

【図１８】第１及び第２実施形態例の比較例としての表
示装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０３同期分離回路１０４水平同期クロック発生回路１０５書込み制御ＨＤカウンタ１０８読出し水平圧縮回路１１０ＲＡＭ１１１字幕信号量子化回路１１２字幕信号挿入回路１１５キャラクタデータＲＯＭ１１６記号文字コード書込み制御回路１１８画像信号抽出回路１１９画面拡大率設定回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号及び字幕信号を含む入力映像信
号から画像信号と該画像信号に対応する字幕信号とをリ
アルタイムで抽出する信号抽出手段と、抽出された画像信号の拡大率を設定する画像信号処理手
段と、抽出された字幕信号を記憶する字幕信号記憶手段と、前記画像信号処理手段で処理された画像信号に、前記字
幕信号記憶手段から読み出した字幕信号を挿入し、表示
用映像信号として表示装置に出力する字幕信号制御手段
とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記字幕信号制御手段が、入力映像信号
から水平同期信号と垂直同期信号とを分離し、前記水平
同期信号及び垂直同期信号から字幕書き込み位置を指定
する字幕位置制御手段を備えることを特徴とする請求項
１に記載の画像処理装置。
【請求項３】前記字幕信号制御手段が、字幕信号によ
る字幕を表示装置の画面横方向で圧縮した状態で表示す
る字幕圧縮手段を備えることを特徴とする請求項１又は
２に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記字幕信号制御手段が、字幕表示の存
在を示すキャラクタデータを画像信号に挿入して出力す
る機能を備える請求項１乃至３の内の何れか１項に記載
の画像処理装置。
【請求項５】前記字幕信号制御手段が、画像信号に挿
入する記号文字のキャラクタデータを格納するＲＯＭを
備えることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装
置。
【請求項６】前記字幕信号制御手段が、表示装置の画
面に、字幕書込み範囲を示すカーソルを表示するカーソ
ル表示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の
内の何れか１項に記載の画像処理装置。