(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号および色差信号を含む入力映像信号の２つのフレームの間の差分を表わすフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置において、該装置は、
前記輝度信号の２つのフレームの間の差分信号を得る差分検出手段と、
該得られた差分信号を前記色差信号の出力ラインに割り込ませて第１の出力端子に出力する差分信号挿入手段とを含むことを特徴とするフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記差分信号挿入手段は、第１および第２の接続状態を択一的にとる切替え手段を含み、該切替え手段は、第１の接続状態では、前記色差信号を第１の出力端子に接続し、第２の接続状態では、前記差分信号を第１の出力端子に接続することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、該装置はさらに、
前記輝度信号の２つのフレームの間にわたって信号処理を行ない、該信号処理のされた輝度信号を第２の出力端子に出力する第１のフレーム間信号処理手段と、
前記色差信号の２つのフレームの間にわたって信号処理を行なう第２のフレーム間信号処理手段とを含み、
前記差分信号挿入手段は、第１および第２の接続状態を択一的にとる切替え手段を含み、該切替え手段は、第１の接続状態では、第２のフレーム間信号処理手段の出力を第１の出力端子に接続し、第２の接続状態では、前記差分信号を第１の出力端子に接続することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、前記色差信号は第１の色差信号を含み、前記切替え手段は、第１の接続状態では、第１の色差信号を第１の出力端子に接続し、第２の接続状態では、第１の色差信号に代って前記差分信号を第１の出力端子に接続することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、前記色差信号は第２の色差信号を含み、前記切替え手段は、第２の接続状態では、第２のフレーム間信号処理手段からの第２の色差信号に代って基準電位を第１の出力端子に接続することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置において、該装置は、前記入力される映像信号の輝度信号を１フレーム期間遅延させて前記差分検出手段に与える遅延手段を含むことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項７】
輝度信号および色差信号を含む入力映像信号の２つのフレームの間の差分を表わすフレーム間差分表示信号を形成する映像信号の処理方法において、該方法は、
前記輝度信号の２つのフレームの間の差分信号を得る工程と、
該得られた差分信号を前記色差信号の出力ラインに割り込ませて出力する工程とを含むことを特徴とするフレーム間差分表示信号を形成する映像信号の処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、該方法はさらに、前記差分信号を前記色差信号の出力ラインに割り込ませた信号をカラー画像表示装置に色信号情報として可視表示する工程を含むことを特徴とする映像信号の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置、とくに、テレビジョン信号の高能率符号化等の映像信号処理に用いられるフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置、およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、テレビジョン信号等の映像信号の高能率符号化の一つである予測符号化では、映像信号の現在のフレームと前のフレームの信号を予測信号として使用し、これに対する現在フレームとの差分を検出して得られたフレーム間差分を予測誤差として伝送するように構成されている。このフレーム間差分量は、予測精度や符号化効率の程度に直接関連するものであるから、何らかの方法でこれを観測し評価することができることが望ましい。従来、フレーム間差分量を調べる方法としては、コンピュータによるシミュレーションが主であった。そのため、実際にリアルタイムでフレーム間差分処理を行なう映像信号処理装置、例えば高能率符号化装置についてフレーム間差分量を確認し把握する方法としては、結果として得られる符号化効率の程度を確認する他に適当なものがなかった。また、予測符号化に用いられる信号情報をリアルタイムで観測し、把握する例としては、動き補償予測に用いられる動きベクトルの大きさ、方向をカラーモニタ上の色信号のレベル、色相の変化として表示する特開平１−３０９５９８号公報の例があるのみである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来技術では、フレーム間差分について画像の細部における差分量の大小や画像上の分布、画像の動きに伴う差分の変化等をリアルタイムに表示し視覚的に把握評価することができないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、実際の画像上でフレーム間差分量の大小や画像上の分布、画像の動きに伴う変化を輝度信号と並行してリアルタイムに可視表示し、視覚的な把握評価を可能にするフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、輝度信号および色差信号を含む入力映像信号の２つのフレームの間の差分を表わすフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置は、輝度信号の２つのフレームの間の差分信号を得る差分検出手段と、得られた差分信号を色差信号の出力ラインに割り込ませて第１の出力端子に出力する差分信号挿入手段とを含む。
【０００６】
この装置において、差分信号挿入手段は、第１および第２の接続状態を択一的にとる切替え手段を含み、切替え手段は、第１の接続状態では、色差信号を第１の出力端子に接続し、第２の接続状態では、前記得られた差分信号を第１の出力端子に接続するものであってもよい。
【０００７】
さらにこの装置において、色差信号は第１および第２の色差信号を含み、切替え手段は、第１の接続状態では、第１の色差信号を第１の出力端子に接続し、第２の接続状態では、第１の色差信号に代って検出された差分信号を第１の出力端子に接続することが好ましい。
【０００８】
本発明によればまた、輝度信号および色差信号を含む入力映像信号の２つのフレームの間の差分を表わすフレーム間差分表示信号を形成する映像信号の処理方法は、輝度信号の２つのフレームの間の差分信号を得る工程と、この得られた差分信号を色差信号の出力ラインに割り込ませて出力する工程とを含む。
【０００９】
この場合、差分信号を色差信号の出力ラインに割り込ませた信号をカラー画像表示装置に色信号情報として可視表示する工程を含んでもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置の実施例は、予測信号として現在のフレームとその直前のフレームの信号を使用し、両者の差分を検出して得られたフレーム間差分信号を形成するフレーム間差分検出装置である。これはたとえば、このフレーム間差分を予測誤差として利用装置へ伝送する予測符号化方式の高能率符号化装置に有利に適用することができる。
【００１１】
図１は本発明の実施例に係るフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置の概要を示す機能ブロック図である。本実施例に係る映像信号処理装置は、映像信号の輝度信号Ｙ、ならびに色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  がディジタル型式のコンポーネント・カラーテレビジョン信号の形でそれぞれ入力端子１、２および３に入力され、輝度信号Ｙについて時間軸上で隣接する２つのフレーム間の差分を求め、フレーム間差分信号をその出力１４に出力するフレーム間差分検出回路である。この説明用の実施例は、輝度信号Ｙについてのみフレーム間差分を検出するように構成されているが、これにに加えて、またはこれに代って、色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  についてフレーム間差分を求めるように構成してもよい。本装置はまた、たとえばコンポジット・カラーテレビジョン信号を利用することもできる。その場合は、入力端子１、２および３にカラーデコーダ（図示せず）が接続される。
【００１２】
なお、本実施例は、本発明を映像信号のフレーム間差分を用いる映像信号処理装置に適用するものであるが、本発明は、これのみに限定されず、たとえばフレーム間差分の代わりにフィールド間の差分を用いる映像信号処理装置にも適用可能であることはいうまでもない。この意味において、本明細書では、代表的に用語「フレーム」を用いているが、用語「フレーム」は、あえてフィールドを含む広義に解釈するものとする。
【００１３】
図１において、輝度信号Ｙが供給される入力端子１は、フレームメモリ４と、輝度信号Ｙ用のフレーム間差分回路５およびフレーム間信号処理回路６の一方の入力とに接続されている。また、色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  がそれぞれ入力される入力端子２および３はそれぞれ、色差信号Ｒ−Ｙ  用のフレーム間信号処理回路７、および色差信号Ｂ−Ｙ  用のフレーム間信号処理回路８に接続されている。フレームメモリ４は、本実施例では、少なくとも１フレーム分の輝度信号データＹを蓄積する画像メモリであり、その出力２０には、少なくとも１フレームの時間遅延が与えられて輝度信号Ｙが出力される。この出力２０は、図示のように輝度信号Ｙ用のフレーム間差分回路５およびフレーム間信号処理回路６の他方の入力に接続されている。これらの回路は、本装置を高能率符号化装置に適用する場合は、符号化回路を構成する。
【００１４】
フレーム間差分回路５は、入力端子１に到来する現在のフレームの輝度信号とフレームメモリ４の出力２０から出力される１フレーム期間前のフレームの輝度信号との差分を算出して、その差分を表わすフレーム間差分出力信号を出力１０に出力する差分演算回路である。この差分算出は、たとえば２つのフレームにおける対応する画素の変化分を求める演算でよい。また、フレーム間信号処理回路６は、入力端子１から入力される現在フレームの輝度信号とフレームメモリ４から出力される前フレームの輝度信号との差分を用いて、たとえばフレーム間予測符号化などの信号処理を行ない、その処理された輝度信号を出力１４に出力する信号処理回路である。好ましくは、信号処理回路６はさらに、符号化の予測精度を高めるために、動きベクトルを用いた動き補償予測符号化等を行ない、高能率符号化された輝度信号出力を出力１４に得られるようにしてもよい。この場合、フレーム間信号処理回路６は、１フレームの映像信号を所定の画素数の複数のブロックに分割し、各ブロックごとにフレーム間の相関を求め、注目画素の動きの向きおよび量を検出するように構成される。
【００１５】
色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  用のそれぞれフレーム間信号処理回路７および８は、たとえばフレーム間予測符号化などの信号処理を行ない、その処理された色差信号をそれぞれ出力１２および１６に出力する信号処理回路である。これらの回路は、符号化の予測精度を高めるために、動きベクトルを用いた動き補償予測符号化等を行ない、高能率符号化された色差信号出力を得られるようにしてもよい。
【００１６】
フレーム間差分回路５の出力１０と、一方の、本実施例では色差信号Ｒ−Ｙ  用のフレーム間信号処理回路７の出力１２は、図示のように切替え回路９の対応する入力に接続されている。切替え回路９は、たとえば操作者の指示に応動して、または処理装置などの制御回路（図示せず）の制御の下に、２つの入力１０および１２、すなわちフレーム間差分回路５の出力信号１０および色差信号Ｒ−Ｙ  のフレーム間信号処理回路７の出力信号１２のいずれかを択一的にその出力１５に接続する選択回路である。これからわかるように、切替え回路９は、輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号をＲ−Ｙ  信号ラインに割り込ませる差分信号挿入回路として機能している。なお本発明は、これのみに限定されず、他方の色差信号Ｂ−Ｙ  用のフレーム間信号処理回路８の出力１６を切替え回路９の入力１２に接続するように構成してもよい。なお、本発明について、切替え回路９は必ずしも必須ではない。たとえば、輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号１０を固定的にＲ−Ｙ  信号ラインに割り込ませる構成をとる適用例の場合は、切替え回路９を省略して、フレーム間差分回路５の出力１０を直接、装置出力１５に接続すればよい。
【００１７】
装置の出力端子１４、１５および１６には、カラーモニタなど、映像信号を可視化する画像表示装置等の利用回路２２が接続される。本装置を、たとえばコンポジット・カラーテレビジョン信号に適用する場合は、装置の出力端子１４、１５および１６にカラーエンコーダ（図示せず）を付加すればよい。後に詳述するように、カラーエンコーダ出力のコンポジット・カラーテレビジョン信号にはフレーム間差分信号が色信号情報として含まれているから、これをコンポジット信号用のカラーモニタで観測することができる。
【００１８】
動作状態において、本装置の入力端子１、２および３には、それぞれディジタルデータの形で輝度信号Ｙ、ならびに色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  が入力される。端子１に入力された輝度信号Ｙは、一方では、現在フレーム入力信号としてフレーム間差分回路５およびフレーム間信号処理回路６の一方の入力に加えられ、他方では、フレームメモリ４に蓄積される。フレームメモリ４に蓄積された輝度信号データは、これによって１フレーム時間の遅延を受け、その出力２０から前フレーム入力信号としてフレーム間差分回路５およびフレーム間信号処理回路６の他方の入力に加えられる。
【００１９】
フレーム間差分回路５により、これらの２つのフレーム入力信号の差分をとる演算が行なわれ、輝度信号Ｙのフレーム間差分情報である出力信号１０が得られる。また、フレーム間信号処理回路６においては、これらの２つのフレーム入力信号の差分を用いるフレーム間予測符号化、さらに予測精度を高めるために動きベクトルを用いた動き補償予測符号化等が行なわれ、高能率符号化された輝度信号出力がその出力１４に得られる。
【００２０】
入力端子２および３にそれぞれ入力された色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  は、それぞれ対応のフレーム間信号処理回路７および８により所要のフレーム間信号処理が行なわれる。このフレーム間信号処理は、輝度信号Ｙについてフレーム間信号処理回路６で行なう処理と同様である。
【００２１】
このようにして得られた輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号１０と、色差信号Ｒ−Ｙ  のフレーム間信号処理回路７の出力信号１２は、それぞれ切替え回路９の入力に加えられる。通常の場合、切替え回路９は、図示と反対の接続状態にあるので、輝度信号Ｒ−Ｙ  用のフレーム間信号処理回路７からの出力信号がそのまま出力１５へ通過する。この状態では、装置の出力端子１４、１５、１６には、それぞれ高能率符号化された輝度信号Ｙ、ならびに色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  が出力される。
【００２２】
本実施例の特徴のひとつは、フレーム間差分回路５により得られた輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号１０を切替え回路９により一方の色差信号Ｒ−Ｙ  の出力ラインに割り込ませて色差信号出力端子１５にこれを接続し、この信号１５をフレーム間の差分を表示する信号として、たとえば映像モニタなどの利用装置（図示せず）で利用することである。このため本実施例では、操作者の指示により、または制御回路（図示せず）の制御の下に、切替え回路９を切り替えて、フレーム間信号処理回路７からのＲ−Ｙ  出力信号１２に代ってフレーム間差分回路５からの輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号１０を選択し、これをＲ−Ｙ  信号出力端子１５に接続する。したがって、装置の出力１４、１５および１６にカラーモニタなどの画像表示装置を接続すれば、画像のＲ−Ｙ  信号ラインに割り込ませた輝度信号Ｙのフレーム間差分信号が色信号情報としてモニタ画面上で直接観測される。
【００２３】
図２は本発明の他の実施例を示す。図２に示す実施例は切替え回路９が切替え回路９ａに置き換えられている他は図１に示すものと同一である。同図において、図１に示す要素と同様の要素は同じ参照符号で示し、重複する説明を避ける。本実施例における切替え回路９ａは、２回路の切替え接点９−１  および９−２  を有し、両者は、同図において点線で象徴的に示すように、たとえば操作者の指示に応動して、または処理装置などの制御回路（図示せず）の制御によって、図示の接続状態、およびこれと反対の接続状態を連動して択一的にとる選択回路である。一方の接続回路９−１  には、フレーム間差分回路５の出力信号１０および色差信号Ｒ−Ｙ  のフレーム間信号処理回路７の出力信号１２が接続され、それらのいずれかを選択的にその出力１５に接続する。また、他方の接続回路９−２  には、他方の色差信号Ｂ−Ｙ  のフレーム間信号処理回路８の出力信号１３および基準電位、たとえば地気電位が接続され、それらのいずれかが択一的にその出力１６に接続される。
【００２４】
動作状態において、通常の場合には、切替え回路９ａは、図示と反対の接続状態にあり、接点９−１  および９−２  は、それぞれ色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  をそのまま出力端子１５および１６へ通過させる。そこで、装置の出力端子１４、１５および１６には、それぞれ高能率符号化された輝度信号Ｙ、ならびに色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  が出力される。
【００２５】
フレーム間差分を表示させたい場合には、操作者の指示により、または制御回路（図示せず）の制御の下に、切替え回路９ａを切り替えて図示の接続状態にする。これにより、接続回路９−１  は、フレーム間信号処理回路７からの色差信号Ｒ−Ｙ  の代わりに輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号１０を選択して出力端子１５に接続し、同時に接続回路９−２  は、他方の色差信号Ｂ−Ｙ  を出力端子１６側から切り離して、電位「０」に接続する。
【００２６】
これにより、出力端子１４、１５および１６に接続されるカラーモニタ（図示せず）上で観測される画像の色情報は、輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号１０のみとなる。そこで、操作者は、フレーム間差分量の大小や分布、画像の動きに伴う変化等を表示画面上で一層、容易に視認することができる。
【００２７】
上述の各実施例は、輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号をＲ−Ｙ  信号ラインに割り込ませるものであった。しかし本発明は、これのみに限定されず、前述のように、たとえばＢ−Ｙ  信号ラインに輝度信号Ｙのフレーム間差分出力信号を割り込ませるように構成してもよい。また、装置の入力信号および出力信号はコンポーネント・カラーテレビジョン信号Ｙ、Ｒ−Ｙ  、Ｂ−Ｙ  のみに限定されない。たとえばコンポジット・カラーテレビジョン信号であってもよく、その場合には、装置の入力側にカラーデコーダを、また出力側にカラーエンコーダが付加される。カラーエンコーダ出力のコンポジット・カラーテレビジョン信号にはフレーム間差分信号が色信号情報として含まれているから、これをコンポジット信号用のカラーモニタで観測することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、輝度信号と色差信号からなる映像信号のフレーム間差分を用いるあらゆるタイプの映像信号処理装置に適用される。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、輝度信号のフレーム間差分信号を得、そのフレーム間差分出力信号を色差信号出力ラインに割り込ませて色差信号出力端子に出力し、装置の出力側に接続されたカラーモニタにこれを可視表示させることができる。このように、従来ではほとんどリアルタイムで確認することができなかったフレーム間差分量を、本発明によれば色信号情報としてカラーモニタ上に表示することが容易になった。また、この差分信号出力と装置の色差信号とを切り替えることができる構成では、通常のカラー画像の表示を所望により切り替えて、フレーム間差分量を色信号情報としてカラーモニタ上に表示することができる。
【００３０】
本発明により、画像の細部におけるフレーム間差分量の大小や画像上の分布、画像の動きに伴う変化等をカラーモニタ上の色信号情報の変化として表示し、リアルタイムにかつ視覚的にこれを把握評価することができる。したがって、例えばフレーム間差分を用いる高能率符号化装置のハードウェアデバッグ等において有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフレーム間差分表示信号を形成する映像信号処理装置の実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による映像信号処理装置の他の実施例を示す、図１と同様の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  輝度信号Ｙの入力端子
２  色差信号Ｒ−Ｙ  の入力端子
３  色差信号Ｂ−Ｙ  の入力端子
４  フレームメモリ
５  フレーム間差分回路
６  輝度信号Ｙのフレーム間信号処理回路
７  色差信号Ｒ−Ｙ  のフレーム間信号処理回路
８  色差信号Ｂ−Ｙ  のフレーム間信号処理回路
９、９ａ  切替え回路
１０  フレーム間差分出力信号
【図１】
0003590251.tif 000002
【図２】
0003590251.tif 000003