(57)【要約】【課題】前後の画素の平均した値で４：４：４方式の色差信号を４：２：２方式の色差信号に変換する従来の映像信号処理装置では、前後の画素の平均した値が出力されるため、色の境界部分で色がにじんでしまうという問題があった。【解決手段】入力同期信号から色差選択信号を生成し、色差選択信号を１水平同期周期毎、１垂直同期周期毎に反転させて出力する色差選択信号生成手段１０２と、色差選択信号に基づき第一の入力色差信号と第二の入力色信号とを時分割多重した多重色差信号を生成する色差信号選択手段１０３と、色差選択信号に基づき多重色差信号から第一の中間色差信号と第二の中間色差信号とを生成する色差信号分離手段１０４と、色差選択信号に基づき第一の中間色差信号を補間し第一の出力色差信号を生成し、また第二の中間色差信号を補間し第二の出力色差信号を生成する補間手段１０５・１０６と、を備える映像信号処理装置１１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力同期信号から色差選択信号を生成し、前記色差選択信号を１水平同期周期毎および１垂直同期周期毎に反転させて出力する色差選択信号生成手段と、
前記色差選択信号に基づき、第一の入力色差信号と第二の入力色信号とを時分割多重した多重色差信号を生成する色差信号選択手段と、
前記色差選択信号に基づき、前記多重色差信号から第一の中間色差信号と第二の中間色差信号とを生成する色差信号分離手段と、
前記色差選択信号に基づき、前記第一の中間色差信号を補間し第一の出力色差信号を生成し、また、前記第二の中間色差信号を補間し第二の出力色差信号を生成する補間手段と、
を備える映像信号処理装置。
【請求項２】
前記補間手段は、
前記第一の中間色差信号を補間、また、前記第二の中間色差信号を補間するに際し、
前記補間する画素を上下左右の画素から補間する
ことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
入力同期信号から色差選択信号を生成し、前記色差選択信号を１水平同期周期毎および１垂直同期周期毎に反転させて出力するステップと、
前記色差選択信号に基づき、第一の入力色差信号と第二の入力色信号とを時分割多重した多重色差信号を生成するステップと、
前記色差選択信号に基づき、前記多重色差信号から第一の中間色差信号と第二の中間色差信号とを生成するステップと、
前記色差選択信号に基づき、前記第一の中間色差信号を補間し第一の出力色差信号を生成し、また、前記第二の中間色差信号を補間し第二の出力色差信号を生成するステップと、
を備える映像信号処理方法。
【請求項４】
前記前記第一の中間色差信号を補間し第一の出力色差信号を生成するステップ、また、前記第二の中間色差信号を補間し第二の出力色差信号を生成するステップは、
前記補間する画素を上下左右の画素から補間する
ことを特徴とする請求項３記載の映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル映像信号処理を行うテレビやプロジェクタ、ビデオ、デジタルカメラなどの映像機器に使用される色差信号のフォーマット変換に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビなどの映像機器において、映像信号をデジタルで扱うことは一般的になってきた。そのようなデジタル映像信号は輝度（Ｙ）、色差（Ｃｂ，ＣｒまたはＰｂ，Ｐｒと表記されることもあるが、ここではＵ、Ｖと記載する。厳密にはマトリクス係数が異なるが本発明の趣旨とは無関係の為、同等のものとして表記する。）の３つのコンポーネントから構成される。なお、回路上でこのほかにクロック、同期信号（Ｈ，Ｖ）が必要となるが周知のことであり詳細は記さない。
【０００３】
一方、人間の視覚特性上色成分は輝度成分に対して解像度が低くても目立たないとされ、色差信号の帯域が減らされて扱われることが多い。このことを用いて色差信号のクロックレートを落とし回路規模の削減や消費電力の削減につなげることができる。
【０００４】
例えば、一般に当該分野の技術者の間で４：４：４と表記される場合は輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｕ、Ｖ）が同一の頻度でサンプリングされるが、４：２：２と表記される場合は、色差信号（Ｕ、Ｖ）が輝度信号（Ｙ）に対し半分の頻度でサンプリングされる（１／２のサンプリングレート）ことを意味している。また、４：１：１は色差信号が輝度信号の１／４のサンプリングレートとなる。４：２：０では４：２：２の後、垂直方向へも１／２へ間引かれたものである。
【０００５】
図５に４：４：４の時の信号フォーマットと、４：２：２の時の信号フォーマットを示す。このように４：２：２の時の信号フォーマットでは色差信号を２本から１本に減らすことが可能である。
【０００６】
図６は４：２：２から４：４：４へ変換（デコード）する際のブロック図の例を示す。
【０００７】
図６においてＦＦ１はフリップ・フロップであり、図示していないがクロック信号分入力信号を遅らせる働きをする。またＬＨ２はロード・ホールドであり、ＵＶ選択信号がＨ期間のみ、ＦＦ１同様図示していないクロック信号分入力信号を遅らせる。ＬＨ３も同様である。ＵＶ選択信号がＬ期間では出力は変化させない。ＦＦもＬＨもデジタル回路の基本要素でありデジタル技術者の間では周知のものである。
【０００８】
前記したように多重化された色差信号をＦＦ（フリップ・フロップ）で遅延させ、ＬＨ（ロード・ホールド）で取り出すことで４：４：４へのデコードが可能となる。
【０００９】
図７に図６で示したブロック図の入出力信号のタイミング図を示す。信号は回路内のＦＦやＬＨの遅延回路によって遅れたものが出力されるが、通常この遅れにあわせて他の信号、たとえば同期信号や輝度信号も遅らせて遅延調整を行っている。なお、このような遅延調整は周知のことであるため図中では省略している。
【００１０】
ところで、図７に示したように、このままでは色信号が偶数番目と奇数番目で２画素ずつ同一の値が続いてしまう。たとえば、ＬＨ２の出力はＵ０、Ｕ０、Ｕ２、Ｕ２という具合である。図５に示したような４：４：４フォーマットの場合Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２，Ｕ３と信号が出力する場合、Ｕ１，Ｕ３といった奇数番目の信号が入力時点で削られているためである。その結果、前記したデコード後の信号を画像としてみると色の変わり目等ががたがたとした不自然な画像となる。
【００１１】
そこで従来の色トランジェント補正装置では奇数番目の画素において前後の画素から補間するという方法がとられていた（例えば、特許文献１参照）。補間に用いる代表的なものとしては下記数１の線形補間がある。
【００１２】
【数１】
2011171791.tif 000003
【００１３】
ここで、ｎはｎ＝０，１，２，３，…である。このように前後の画素を足して２で割ることで不自然ながたがたとした画像となることを改善していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００３‐８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら従来の映像信号処理装置では、色の帯域が制限されたままであり、色にじみが生じてしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の映像信号処理装置は、入力同期信号から色差選択信号を生成し、前記色差選択信号を１水平同期周期毎および１垂直同期周期毎に反転させて出力する色差選択信号生成手段と、前記色差選択信号に基づき、第一の入力色差信号と第二の入力色信号とを時分割多重した多重色差信号を生成する色差信号選択手段と、前記色差選択信号に基づき、前記多重色差信号から第一の中間色差信号と第二の中間色差信号とを生成する色差信号分離手段と、前記色差選択信号に基づき、前記第一の中間色差信号を補間し第一の出力色差信号を生成し、また、前記第二の中間色差信号を補間し第二の出力色差信号を生成する補間手段と、を備える。
【００１７】
また、本発明の映像信号処理方法は、入力同期信号から色差選択信号を生成し、前記色差選択信号を１水平同期周期毎および１垂直同期周期毎に反転させて出力するステップと、前記色差選択信号に基づき、第一の入力色差信号と第二の入力色信号とを時分割多重した多重色差信号を生成するステップと、前記色差選択信号に基づき、前記多重色差信号から第一の中間色差信号と第二の中間色差信号とを生成するステップと、前記色差選択信号に基づき、前記第一の中間色差信号を補間し第一の出力色差信号を生成し、また、前記第二の中間色差信号を補間し第二の出力色差信号を生成するステップと、を備える。
【００１８】
本発明の映像信号処理装置、映像信号処理方法によれば、色差信号のフォーマット変換においてサンプリングする画素と間引く画素を水平同期周期と垂直同期周期で反転させるため、回路規模が比較的小さく簡易な構成で、色差信号のフォーマット変換を行うことによって生じる色にじみを抑制した映像信号処理装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の映像信号処理装置、映像信号処理方法によれば、色差信号のフォーマット変換においてサンプリングする画素と間引く画素を水平同期周期と垂直同期周期で反転させるため、回路規模が比較的小さく簡易な構成で、色差信号のフォーマット変換を行うことによって生じる色にじみを抑制した映像信号処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１における映像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施例１における映像信号処理装置の各手段に入出力される信号のタイミング図
【図３】本発明の実施例１における色差信号選択手段の動作を示す図
【図４】本発明の実施例１におけるＵＶ選択信号反転手段の一例を示す回路図
【図５】４：４：４と４：２：２のフォーマットを示す図
【図６】色差信号分離手段の一例を示す回路図
【図７】色差信号分離手段に入出力される信号のタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係わる映像信号処理装置１１０の構成の一例を示すブロック図である。
【００２３】
映像信号処理装置１１０は、ＵＶ選択信号生成手段１０１、ＵＶ選択信号反転手段１０２、色差信号選択手段１０３、色差信号分離手段１０４、補間手段１０５・１０６から構成される。
【００２４】
また、図２は映像信号処理装置１１０の各手段に入出力される信号のタイミング図である。パターンＡとパターンＢでは、映像信号処理装置１１０の各手段の入出力信号が異なるが、同期反転ＵＶ選択信号が互いに反転していることに起因するものであり、映像信号処理装置１１０の各手段はいずれのパターンであっても同じ動作を行うので、特に断らない限り、パターンＡについて以降説明を行うようにする。
【００２５】
図１において、入力信号は４：４：４フォーマットの信号であり、その信号およびタイミングは図２に示した入力色差信号Ｕ、入力色差信号Ｖ、入力水平同期信号ＨＳのようになっている。
【００２６】
ＵＶ選択信号生成手段１０３は、後述するＵＶ選択信号反転手段１０２からの同期反転ＵＶ選択信号に従い、入力色差信号Ｕ、入力色差信号Ｖの一方を選択して、図２の多重色差信号Ｃを出力する回路である。
【００２７】
色差信号分離手段１０４は、ＵＶ選択信号反転手段１０２からの同期反転ＵＶ選択信号に従い、多重色差信号ＣからＵ、Ｖの信号を抜き取り、図２の中間色差信号Ｕ、中間色差信号Ｖを出力する回路である。
【００２８】
補間手段１０５・１０６は、ＵＶ選択信号反転手段１０２からの同期反転ＵＶ選択信号に従い、中間色差信号Ｕ、中間色差信号Ｖから出力色差信号Ｕ、出力色差信号Ｖのように出力する回路である。出力色差信号Ｕ、出力色差信号Ｖにおける（Ｕ１）、（Ｕ３）、・・・、（Ｖ１）、（Ｖ３）、・・・については後述する。
【００２９】
ＵＶ選択信号生成手段１０１は、入力水平同期信号ＨＳおよび入力垂直同期信号ＶＳを受け取りＵＶ選択信号を出力するものである。
【００３０】
具体的回路例は、当該分野のデジタル技術者には周知のものであるため回路図を用いた詳細な説明は省くが、映像信号に対応したクロック信号（ブロック図中では省略）をクロック入力とする１ビットのＦＦと、そのＦＦの出力に１を加算し、その結果を同期信号でリセットがかかるようにセレクタを通した後、前記したＦＦに入力するように構成すれば基本的回路を作ることが可能である。ただし実際の回路の遅延にあわせた遅延調整は必要である。また、ソフトウエアで作成する場合では色差信号は通常、配列で表現されるため、配列の添え字を参照し偶数か奇数かで判断することで可能となる。
【００３１】
ＵＶ選択信号反転手段１０２は、入力水平同期信号ＨＳおよび入力垂直同期信号ＶＳに基づき、前記ＵＶ選択信号を反転し同期反転ＵＶ選択信号を出力する手段である。
【００３２】
図４はＵＶ選択信号反転手段１０２の具体的回路例である。水平同期信号とその１クロック遅延信号の反転の論理和をとり、水平同期立ち上がり信号を生成し、映像信号に対応したクロック信号（ブロック図中では省略）をクロック入力とする１ビットのＦＦと、そのＦＦの出力と水平同期立ち上がり信号の排他的論理和を前記ＦＦに入力することで、水平同期信号の周期で１、０を繰り返す水平同期トグル信号を生成する。水平同期トグル信号と同様な構成で生成する垂直同期信号の周期で１、０を繰り返す垂直同期トグル信号を生成する。ＵＶ信号と前記水平同期トグル信号との排他的論理和を求め、その値と垂直同期トグル信号の排他的論理和を求めることで、同期反転ＵＶ選択信号を生成する。
【００３３】
色差信号選択手段１０３は、入力色差信号Ｕと入力色差信号Ｖとを前記同期反転ＵＶ選択信号に基づき時分割多重した色差信号（多重色差信号Ｃ）として出力する。
【００３４】
具体例としては、前記同期反転ＵＶ選択信号を選択信号として、前記入力色差信号Ｕと前記入力色差信号Ｖを１クロック遅延させた信号とを切り替えるセレクタで実現できる。
【００３５】
図３は色差信号選択手段１０３の動作と従来技術の比較を表した図である。
【００３６】
本実施例によるとサンプリングする画素、間引く画素が千鳥状に配列され、それが垂直同期周期で反転する。一方、従来技術では水平方向にサンプリングする画素と間引き画素が交互に配列されており、常に同一の画素が選択、間引きされる。
【００３７】
色差信号分離手段１０４は前記多重色差信号Ｃを前記同期反転ＵＶ選択信号に基づいて、中間色差信号Ｕと中間色差信号Ｖとに分離する手段である。これは前述したように図６に示す回路で実現できる。
【００３８】
補間手段１０５は、前記中間色差信号Ｕと前記同期反転ＵＶ選択信号を入力し、前記同期反転ＵＶ選択信号に応じて、サンプリングする画素か間引く画素かを判断し、該当画素が間引く画素である場合には、図３の間引き画素の部分の信号を上下左右の画素データ（Ｕデータ）から補間して出力色差信号Ｕを出力する。出力色差信号Ｕ、出力色差信号Ｖにおける（Ｕ１）、（Ｕ３）、・・・、（Ｖ１）、（Ｖ３）、・・・は図３の間引き画素の部分の信号を上下左右の画素データ（Ｕデータ）から補間した信号である。補間式には一例として数２の線形補間がある。
【００３９】
【数２】
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【００４０】
ただし、Ｕ（ｘ、ｙ）は水平同期信号からのｘ番目、垂直同期信号からｙ番目の画素ということをあらわしている。
【００４１】
補間手段１０６も補間手段１０５同様であり、扱う信号がＵからＶに変わるだけである。
【００４２】
以上、本発明の映像信号処理装置、映像信号処理方法によれば、色差信号のフォーマット変換においてサンプリングする画素と間引く画素を水平同期周期と垂直同期周期で反転させるため、回路規模が比較的小さく簡易な構成で、色差信号のフフォーマット変換を行うことによって生じる色にじみを抑制した映像信号処理装置を提供することができる。
【００４３】
なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲を逸脱しない限り、種々の設計上の変更が可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明にかかる映像信号処理装置は、色差信号のフォーマット変換を行うことによって起こる、色差信号の色にじみを抑止することができ、映像信号処理装置、映像信号処理方法において有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１    ＦＦ（フリップ・フロップ）
２、３    ＬＨ（ロード・ホールド）
１０１    ＵＶ選択信号生成手段
１０２    ＵＶ選択信号反転手段  
１０３    色差信号選択手段
１０４    色差信号分離手段
１０５、１０６    補間手段
１１０    映像信号処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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