(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
奇数フィールドと偶数フィールドとでは色差データのデータサンプリング構造が異なる４２０Ｐの画像データを画像処理する画像処理装置であって、
奇数フィールド又は偶数フィールドの４２０Ｐの画像データを入力し、前記４２０Ｐの画像データに色差データを補間して４２２Ｐの画像データに変換する変換手段と、
前記４２２Ｐの画像データに所定の画像処理を施す画像処理手段と、
色差データのデータサンプリング構造が前記変換手段に入力されたフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように前記画像処理手段からの４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する間引き手段と、
前記間引かれて生成された４２０Ｐの画像データの装置入力から出力までの遅延量が１フィールドとなるように遅延させて出力する遅延手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記遅延手段は、画像処理が複数回行われる場合、最終的な出力の遅延量が最初に入力された４２０Ｐの画像データに対して１フィールドの遅延となるよう、４２０Ｐの画像データを遅延させて出力する手段であ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】
奇数フィールドと偶数フィールドとでは色差データのデータサンプリング構造が異なる４２０Ｐの画像データにクロマキー処理を行うクロマキー処理装置であって、
４２０Ｐの画像データにおける奇数フィールド又は偶数フィールドの第１の画像データを入力し、前記第１の画像データに色差データを補間して４２２Ｐの第１の画像データに変換する第１の変換手段と、
４２０Ｐの画像データにおける奇数フィールド又は偶数フィールドの第２の画像データを入力し、前記第２の画像データに色差データを補間して４２２Ｐの第２の画像データに変換する第２の変換手段と、
前記４２２Ｐの第１の画像データに基づいて、クロマキー信号を生成するクロマキー信号生成手段と、
前記クロマキー信号に基づいて、前記４２２Ｐの第１の画像データと前記４２２Ｐの第２の画像データとを合成する合成手段と、
色差データのデータサンプリング構造が前記第１及び第２の変換手段に入力されたフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように前記合成手段からの４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する間引き手段と、
前記間引かれて生成された４２０Ｐの画像データの装置入力から出力までの遅延量が、１フィールドとなるように遅延させて出力する遅延手段と
を有することを特徴とするクロマキー処理装置。
【請求項４】
クロマキー処理を複数回行う場合、前記遅延手段は、最終的な出力の遅延量が最初に入力された４２０Ｐの画像データに対して１フィールドの遅延となるよう、４２０Ｐの画像データを遅延させて出力する手段であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
奇数フィールドと偶数フィールドとでは色差データのデータサンプリング構造が異なる４２０Ｐの画像データをを画像処理する画像処理方法であって、
奇数フィールド又は偶数フィールドの４２０Ｐの画像データを入力し、前記４２０Ｐの画像データに色差データを補間して４２２Ｐの画像データに変換する変換工程と、
前記４２２Ｐの画像データに所定の画像処理を施す画像処理工程と、
色差データのデータサンプリング構造が前記変換手段に入力されたフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように前記画像処理手段からの４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する間引き工程と、
前記間引かれて生成された４２０Ｐの画像データの装置入力から出力までの遅延量が１フィールドとなるように遅延させて出力する遅延工程と
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
画像処理された４２０Ｐの画像データを再び画像処理する場合、最終的な出力の遅延量が最初に入力された４２０Ｐの画像データに対して１フィールドの遅延となるよう、４２０Ｐの画像データを遅延させてことを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は４：２：０ｐ方式の画像データを画像処理する為の技術に関し、特に４：２：０ｐ方式の画像データを画像処理する時に生じる遅延による弊害を解決する為の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高画質の要求から、走査方式がインタレース方式から順次走査方式に移行しつつある。代表的な順次走査方式として、５２５ｐアナログ信号の輝度信号をサンプリング周波数２７ＭＨｚで、色差データを１３．５ＭＨｚでサンプリングする８：４：４方式が特に知られている。
【０００３】
又、上述の順次走査方式のディジタルインタフェースとしては、４：２：２Ｐ方式と４：２：０Ｐ方式とがある。
４：２：２Ｐ方式は、上述した８：４：４方式の映像データをライン一本毎にインタレース状に抜き出したものを一組のインタレースデータとし、抜き出したラインと相補関係にあるラインを別のインタレースデータとして分けた後、時間軸上に２倍に伸長して、各々が１３．５ＭＨｚサンプリングの５２５インタレースデジタルコンポーネント信号と同一データ構造の二つのビットストリームでインタフェースする。
【０００４】
一方、４：２：０Ｐ方式は、上述した８：４：４方式の映像データの色差データのみを垂直低域通過フィルタに通した後、垂直方向に１本毎にインタレース状に間引いたデータ方式である。従って、輝度信号は２７ＭＨｚサンプリングの順次走査データを持ち、色差データは６．７５ＭＨｚサンプリングのインタレース状のデータを持つ。尚、４：２：０Ｐ方式は、伝送速度が３６０Ｍｂｐｓである為、従来の１８ＭＨｚサンプルのインタレース４：２：２と伝送速度が同じであり、このシステム用に開発された従来の機器、ＩＣ等が使用できるという利点があり、注目を浴びている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、４：２：０Ｐ方式の画像データは、上述の如く輝度データは順次走査であるが、色差データはインタレースである。そこで、画像処理、例えばクロマキー処理等を行う場合、色差データを補間して色差データを順次走査に変換しなければならない。
【０００６】
一方、色差データを補間する為の技術としては、上下ラインの相加平均や、対称型のディジタルフィルタなどが提案されている。しかし、いずれの方法であっても、数ラインの遅延が生じてしまう。
従って、４：２：０Ｐ方式の画像データを画像処理する場合、色差データを補間する為に要する時間や、画像処理に要する時間等により遅延が生じてしまい、画像処理装置の入出力遅延が問題となる。
【０００７】
更に、ＤＶＥ等の画像処理は連続して複数の処理が行われる場合が多い。例えば、クロマキー処理では、２つの画像データを合成した後、さらに合成された画像データを縮小処理する場合がある。
従って、複数回の画像処理を行うと、上述の遅延によるラインのずれが問題となる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は上記問題点を解決し、４：２：０ｐ方式の画像データを画像処理によって遅延が生じても、ライン位置がずれることなく画像処理が出来る技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
上記本発明の目的は、奇数フィールドと偶数フィールドとでは色差データのデータサンプリング構造が異なる４２０Ｐの画像データを画像処理する画像処理装置であって、
奇数フィールド又は偶数フィールドの４２０Ｐの画像データを入力し、前記４２０Ｐの画像データに色差データを補間して４２２Ｐの画像データに変換する変換手段と、
前記４２２Ｐの画像データに所定の画像処理を施す画像処理手段と、
色差データのデータサンプリング構造が前記変換手段に入力されたフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように前記画像処理手段からの４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する間引き手段と、
前記間引かれて生成された４２０Ｐの画像データの装置入力から出力までの遅延量が１フィールドとなるように遅延させて出力する遅延手段と
を有することを特徴とする画像処理装置によって達成される。
【００１０】
本発明の特徴は、画像処理の遅延によって生じるラインの位置ずれを１フィールド遅延させることにより解消する。
しかし、単に１フィールド遅延させたたげでは、４２０Ｐ方式特有の奇数フィールドと偶数フィールドとにおける色差データのデータサンプリング構造の相違を解消することは出来ない。
【００１１】
そこで、画像データを１フィールド遅延させると共に、出力する画像データの色差データを入力されたフィールドの種別とは異なるフィールドのデータサンプリング構造に置き換える、例えば奇数フィールドが入力された場合には偶数フィールドのデータサンプリング構造に変換することにより、１フィールド遅延によって生じるフィールド種別の相違を解消している。
【００１２】
尚、前記遅延手段は、画像処理が複数回行われる場合、最終的な出力の遅延量が最初に入力された４２０Ｐの画像データに対して１フィールドの遅延となるよう、４２０Ｐの画像データを遅延させて出力する手段である。
又、画像処理が特にクロマキー処理の場合において、上記本発明の目的は、奇数フィールドと偶数フィールドとでは色差データのデータサンプリング構造が異なる４２０Ｐの画像データにクロマキー処理を行うクロマキー処理装置であって、
４２０Ｐの画像データにおける奇数フィールド又は偶数フィールドの第１の画像データを入力し、前記第１の画像データに色差データを補間して４２２Ｐの第１の画像データに変換する第１の変換手段と、
４２０Ｐの画像データにおける奇数フィールド又は偶数フィールドの第２の画像データを入力し、前記第２の画像データに色差データを補間して４２２Ｐの第２の画像データに変換する第２の変換手段と、
前記４２２Ｐの第１の画像データに基づいて、クロマキー信号を生成するクロマキー信号生成手段と、
前記クロマキー信号に基づいて、前記４２２Ｐの第１の画像データと前記４２２Ｐの第２の画像データとを合成する合成手段と、
色差データのデータサンプリング構造が前記第１及び第２の変換手段に入力されたフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように前記合成手段からの４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する間引き手段と、
前記間引かれて生成された４２０Ｐの画像データの装置入力から出力までの遅延量が、１フィールドとなるように遅延させて出力する遅延手段と
を有することを特徴とするクロマキー処理装置によって達成される。
【００１３】
尚、クロマキー処理を複数回行う場合、前記遅延手段は、最終的な出力の遅延量が最初に入力された４２０Ｐの画像データに対して１フィールドの遅延となるよう、４２０Ｐの画像データを遅延させて出力する手段であることを特徴とする。
上記本発明の目的は、奇数フィールドと偶数フィールドとでは色差データのデータサンプリング構造が異なる４２０Ｐの画像データをを画像処理する画像処理方法であって、
奇数フィールド又は偶数フィールドの４２０Ｐの画像データを入力し、前記４２０Ｐの画像データに色差データを補間して４２２Ｐの画像データに変換する変換工程と、
前記４２２Ｐの画像データに所定の画像処理を施す画像処理工程と、
色差データのデータサンプリング構造が前記変換手段に入力されたフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように前記画像処理手段からの４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する間引き工程と、
前記間引かれて生成された４２０Ｐの画像データの装置入力から出力までの遅延量が１フィールドとなるように遅延させて出力する遅延工程と
を有することを特徴とする画像処理方法らよって達成される。
【００１４】
尚、画像処理された４２０Ｐの画像データを再び画像処理する場合、最終的な出力の遅延量が最初に入力された４２０Ｐの画像データに対して１フィールドの遅延となるよう、４２０Ｐの画像データを遅延させてことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の概念について説明する。図１は本発明の画像処理装置の概念図である。
図１中、１は色差補間回路である。この色差補間回路１は、入力された４２０Ｐの画像データに対して、色差データを補間して４２２Ｐの画像データに変換する。
【００１６】
２は画像処理回路である。この画像処理回路２は、色差補間回路１で生成された４２２Ｐの画像データに対して所定の画像処理を施す。
３は色差間引き回路である。この色差間引き回路３は、画像処理が施された４２２Ｐの画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する。間引きの方法として、色差データが色差補間回路１に入力された４２０Ｐの画像データのフィールドとは異なるフィールドのデータサンプリング構造となるように間引く。例えば、色差補間回路１に入力された４２０Ｐの画像データのフィールドが奇数フィールドである場合、色差間引き回路３では出力される画像データが偶数フィールドの４２０Ｐの画像データとなるように４２２Ｐの画像データから色差データを間引く。
【００１７】
４は遅延回路である。この遅延回路４は、色差間引き回路３から出力される４２０Ｐの画像データを、４２０Ｐの画像データが色差補間回路１に入力されて遅延回路４から４２０Ｐの画像データが出力されるまでの時間が１フィールドとなるように遅延して出力する。
以上の如く構成された回路において、具体的な動作を説明する。
【００１８】
尚、本動作では、補間回路に入力される画像データが、４２０Ｐ画像データの奇数フィールドである場合を考える。
４２０Ｐ画像データが入力された色差補間回路１では、フィールドのうち色差データがないラインに対して色差データを補間する。例えば、図2 の奇数フィールドの２，４，６……ライン（×で示されるライン）に対して色差データを補間して４２２Ｐの画像データに変換する。
【００１９】
この補間方法については、上下ラインの相加平均や、対称型のディジタルフィルタなどが提案されている。しかし、いずれの方法であっても、数ラインの遅延が生じる。ここでは、上下ラインの相加平均から色差データを補間するものとすると最低１ラインの遅延が生じることとなる。
次に、生成された４２２Ｐの画像データを画像処理回路２に入力し、画像処理を行う。この画像処理としては、クロマキーや、回転・縮小などの一般的な画像処理であれば種類を問わない。ここでは画像処理を行うのに２ラインの遅延が生じたとする。
【００２０】
続いて、色差間引き回路３において、画像処理された画像データから色差データを間引く。この場合、入力された画像データが奇数フィールドなので、偶数フィールドとなるように間引く。すなわち、１，３，５……ライン（奇数ライン）の色差データを間引く。これにより出力される信号は偶数フィールドの４２０Ｐの画像データとなる。尚、この間引きの処理に１ライン分かかったとする。
【００２１】
最後に遅延回路４で画像データを装置全体で１フィールド分遅延させる。遅延量の計算としては、ここまでの処理するのに遅延した時間を考慮する。この場合には、３＋２＋１＝６ライン分遅延している。そこで、５２５−６＝５１９ライン分遅延させれば、４２０Ｐ画像データが色差補間回路１に入力されてからちょうど１フィールド分遅延したことになる。そこで、入力された４２０Ｐの画像データを５１９ライン分遅延させて出力する。
【００２２】
これにより、画像処理された信号が１フィールド分遅延されて出力され、色差データの補間処理や画像処理に要した遅延分によって生じる走査ラインのずれをなくすことが出来、かつフィールドによって異なるデータサンプリング構造に一致した４２０Ｐの画像データを出力することが出来る。
次に、上述の処理において、画像処理を複数回行う場合について説明する。
【００２３】
例えば、図３に示されるように１度画像処理回路２で画像処理を行った画像データを、画像処理回路５に入力して画像処理をする場合を考える。
この場合を上述の動作に適用すると、１回目の画像処理で２ラインの遅延が生じ、２回目の画像処理でも２ラインの遅延が生じる。従って、画像処理で合計４ライン分の遅延が生じる。
【００２４】
そこで、遅延回路４では、ここまでの処理するのに遅延した時間を考慮する。この場合の遅延量には、３＋４＋１＝８ライン分遅延している。従って、５２５−８＝５１７ライン分遅延させれば、４２０Ｐ画像データが色差補間回路１に入力されてからちょうど１フィールド分遅延することになる。
上記例では、画像処理を２回した場合について説明したが、３回以上した場合も同様に遅延量を考慮して決定する。
【００２５】
尚、本装置にフィールドメモリを持たせ、常に装置の入力から１フィールド遅延した時間を読み出しのタイミングとし、書き込みタイミングを最終処理後に行えば、上述の遅延量の計算をする必要がなくなり、容易に実現可能となる。
次に、上述した画像処理をクロマキーに適用した場合について説明する。
図４はクロマキー回路のブロック図である。
【００２６】
図４中、４１は第１の４２０Ｐ画像データに色差データを補間し、第１の４２２Ｐ画像データに変換する第１の色差補間回路である。
４２は第２の４２０Ｐ画像データに色差データを補間し、第２の４２２Ｐ画像データに変換する第２の色差補間回路である。
４３はクロマキー信号生成回路である。このクロマキー信号生成回路４３は、第１の４２２Ｐ画像データに基づいて、第１の４２２Ｐ画像データと第２の４２２Ｐ画像データとを合成する為のクロマキー信号を生成する。
【００２７】
４４は第１の遅延回路、４５は第２の遅延回路である。これらの遅延回路４４，４５は、クロマキー信号を生成する為に要した遅延時間分だけ、第１の４２２Ｐ画像データ及び第２の４２２Ｐ画像データをそれぞれ遅延させ、後述するスイッチ４６でのタイミングを調整する為の遅延回路である。
４６はスイッチである。このスイッチ４６は、遅延回路４４から出力される第１の４２２Ｐ画像データと遅延回路４５から出力される第２の４２２Ｐ画像データとを入力とし、クロマキー信号によりスイッチを切り替えて一方のみを出力する。すなわち、クロマキー信号が第１の４２２Ｐ画像データの出力を指示している場合には第１の４２２Ｐ画像データを出力し、クロマキー信号が第２の４２２Ｐ画像データの出力を指示している場合には第２の４２２Ｐ画像データを出力するのである。これにより、スイッチ４６から出力される画像データは、第１の４２２Ｐ画像データと第２の４２２Ｐ画像データとが合成した画像データとなる。
【００２８】
４７は色差間引き回路である。この色差間引き回路４７は、合成された画像データから色差データを間引き、４２０Ｐの画像データに変換する。間引き方法は、入力された第１の４２２Ｐ画像データ及び第２の４２２Ｐ画像データが奇数フィールドである場合には、合成された画像データが偶数フィールドのデータサンプリング構造となるように、又、入力された第１の４２２Ｐ画像データ及び第２の４２２Ｐ画像データとが偶数フィールドである場合には、合成された画像データが奇数フィールドのデータサンプリング構造となるように間引く。
【００２９】
４８は遅延回路である。この遅延回路４８は、色差間引き回路４７から出力される４２０Ｐの画像データが、第１の４２０Ｐ画像データ及び第２の４２０Ｐ画像データが入力されて遅延回路４８から４２０Ｐの画像データが出力されるまでの時間が１フィールドとなるよう、画像データを遅延して出力する。
ここで上述のクロマキー装置の具体的な動作について説明する。尚、本動作では、クロマキー装置に入力される第１の４２０Ｐ画像データ及び第２の４２０Ｐ画像データが奇数フィールドの４２０Ｐ画像データである場合を考える。
【００３０】
第１の４２０Ｐ画像データが入力された色差補間回路４１では、フィールドのうち色差データがないラインに対して色差データを補間する。例えば、奇数フィールドの２，４，６……ラインに対して色差データを補間して第１の４２２Ｐの画像データに変換する。この補間方法については、上述に述べた方法により行う。尚、ここでは補間の為の遅延量を３ラインとする。
【００３１】
同様に、第２の４２０Ｐ画像データが入力された色差補間回路４２では、フィールドのうち色差データがないラインに対して色差データを補間する。例えば、奇数フィールドの２，４，６……ラインに対して色差データを補間して第２の４２２Ｐの画像データに変換する。尚、ここでも補間の為の遅延量を３ラインとする。
【００３２】
次に、クロマキー信号生成回路では、生成された第１の４２２Ｐの画像データに基づいて、クロマキー信号を生成する。尚、クロマキー信号を生成する為の遅延量を１ラインとする。
一方、生成された第１の４２２Ｐの画像データは分岐されて遅延回路４４に入力され、クロマキー信号生成の為に要した１ライン分遅延される。同様に第２の４２２Ｐの画像データは遅延回路４５に入力され、クロマキー信号生成の為に要した１ライン分遅延される。
【００３３】
そして、第１の４２２Ｐ画像データ及び第２の４２２Ｐ画像データは、スイッチ４６に入力され、クロマキー信号に基づいてスイッチ４６が切り替えられて一方のみが出力される。
色差間引き回路４７では、スイッチ４６から出力された４２２Ｐ画像データの色差データを間引く。ここでは、クロマキー装置に入力された画像データが奇数フィールドであるので、偶数フィールドのデータサンプリング構造となるように間引く。すなわち、１，３，５……ライン（奇数ライン）の色差データを間引く。これにより出力されるデータは偶数フィールドの４２０Ｐの画像データとなる。尚、この間引きの処理に１ライン分かかったとする。
【００３４】
最後に遅延回路４８で画像データが１フィールド分遅延するように遅延する。遅延量の計算としては、ここまでの処理するのに遅延した時間を考慮する。この場合には、色差補間回路４１，４２で３ライン、クロマキー生成回路４３で１ライン、間引き回路で１ラインである。従って、合計、３＋１＋１＝５ライン分遅延している。そこで、５２５−５＝５２０ライン分遅延させれば、４２０Ｐ画像データがクロマキー装置に入力されてからちょうど１フィールド分遅延したことになる。そこで、入力された４２０Ｐ画像データを５２０ライン分遅延させて出力する。
【００３５】
これにより、第１の４２２Ｐ画像データと第２の４２２Ｐ画像データとが合成された４２０Ｐの画像データが、１フィールド分遅延されて出力され、色差データの補間処理やクロマキー処理に要した遅延分によって生じる走査ラインのずれをなくすことが出来、かつフィールドによって異なるデータサンプリング構造に一致した４２０Ｐの画像データを出力することが出来る。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データを遅延が生じるような画像処理を施してもラインの位置ずれを生じない。
更に、出力する際に画像データにおける色差データのデータサンプリング構造を変換しているので、４２０Ｐ特有のフィールド種別の相違による弊害を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本実施形態における画像処理装置の概念図である。
【図２】図2 は本実施形態を説明する為の図である。
【図３】図３は本実施形態における画像処理を複数回行う場合の画像処理装置の概念図である。
【図４】図４は本実施形態におけるクロマキー回路のブロック図である。
【符号の説明】
１            色差補間回路
２，５        画像処理回路
３            色差間引き回路
４            遅延回路
４１，４２    色差補間回路
４３          クロマキー信号生成回路
４４，４５    遅延回路
４６          スイッチ
４７          色差間引き回路
４８          遅延回路
【図１】
0004072979.tif 000002
【図２】
0004072979.tif 000003
【図３】
0004072979.tif 000004
【図４】
0004072979.tif 000005