(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部より印加される開始比率データ、終了比率データおよび比率傾斜データを含むパラメータに応答してパノラマ／ウォータガラス機能のための水平方向のスケール比率関数を生成し、前記スケール比率関数に応答して補間される位置を決めるスケール比率発生部と、
前記スケール比率関数に応答して輝度信号の書込みアドレスおよび色信号の書込みアドレスを生成し、前記スケール比率関数によって決められる補間位置に応答して輝度信号の読出しアドレス、色信号の読出しアドレスおよびピクセルオフセットを生成するアドレス発生部と、
多数の分離されたメモリ素子よりなる第１メモリを含み、前記輝度書込みアドレスにより入力される輝度信号のうち連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子に書き込み、前記輝度読出しアドレスにより補間される位置を基準として連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子から読み出す輝度信号処理部と、
多数の分離されたメモリ素子よりなる第２メモリを含み、前記色信号書込みアドレスにより入力される色信号のうち連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子に書き込み、前記色信号読出しアドレスにより補間される位置を基準として連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子から読み出す色信号処理部と、
前記輝度信号処理部から出力される連続した多数の輝度ピクセルデータおよび前記ピクセルオフセットにより選択される多数の輝度フィルタ係数に応答して前記決めされた補間位置において補間を行う輝度補間フィルタと、
前記色信号処理部から出力される連続した多数の色信号ピクセルデータおよび前記ピクセルオフセットにより選択される多数の色信号フィルタ係数に応答して前記決められた補間位置において補間を行う色信号補間フィルタと、を備える、ことを特徴とするパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項２】
前記第１および第２メモリは、相異なる数の先入れ先出しメモリを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項３】
前記スケール比率発生部は、次の式により補間位置を決めることを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【数１】
0004326760.tif 000008
ここで、x_position(i)は補間される位置を表わし、ST_RATは開始比率データを表わし、RAT_DELは比率傾斜データを表わし、ED_RATは終了比率データを表わし、xは水平方向のピクセル数を表わし、nはスケール比率が一定になる中心部分の水平ピクセル位置を表わし、Mは正常的なピクセル間隔を表わし、Kは水平方向の全体ピクセル数の半分を表わす。
【請求項４】
前記輝度信号処理部は、
外部より入力される輝度信号の低域成分をフィルタリングする第１低域通過フィルタと、
前記第１低域通過フィルタの出力信号を所定時間遅延させて前記連続した輝度信号ピクセルデータとして出力する第１遅延部と、
前記アドレス発生部において生成される前記輝度読出しアドレスに応答して前記第１メモリに印加される読出しクロック信号をイネーブル／ディセーブルする第１メモリ制御部と、を備え、
前記第１遅延部から出力されるデータは前記第１メモリの各メモリ素子に貯蔵される、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項５】
前記輝度信号処理部は、
前記第１メモリの各メモリ素子から出力される各ピクセルデータをラッチするラッチ部をさらに備える、ことを特徴とする請求項４に記載のパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置。
【請求項６】
前記色信号処理部は、
外部より入力される色信号の低域成分をフィルタリングする第２低域通過フィルタと、
前記第２低域通過フィルタの出力信号を所定時間遅延させて前記連続した色信号ピクセルデータとして出力する第２遅延部と、
前記アドレス発生部において生成される前記色信号読出しアドレスに応答して前記第２メモリに印加される読出しクロック信号をイネーブル／ディセーブルする第２メモリ制御部と、を備え、
前記第２遅延部から出力されるデータは前記第２メモリの各メモリ素子に貯蔵される、ことを特徴とする請求項４に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項７】
前記色信号処理部は、
前記第２メモリの各メモリ素子から出力されるピクセルデータをラッチするラッチ部をさらに備える、ことを特徴とする請求項６に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項８】
前記輝度補間フィルタは、
前記輝度信号処理部から出力される多数の輝度ピクセルデータおよび前記輝度フィルタ係数を掛け算する多数の乗算器と、
前記多数の乗算器の出力信号を足し算し、前記足し算された結果を輝度信号に対する補間結果として出力する加算器と、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項９】
前記輝度補間フィルタは、５ステップポリフェーズフィルタにより実現される、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項１０】
前記色信号補間フィルタは、
前記色信号処理部から出力される多数の色信号ピクセルデータおよび前記色信号フィルタ係数を掛け算する多数の乗算器と、
前記多数の乗算器の出力信号を足し算し、前記足し算された結果を色信号に対する補間結果として出力する加算器とを備える、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項１１】
前記色信号補間フィルタは、３ステップポリフェーズフィルタにより実現される、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項１２】
前記第１および第２メモリは、
前記第１および第２メモリにデータが入力される速度と前記第１および第２メモリからデータが出力される速度との差が最大となる時点を考慮して前記第１および第２メモリを構成する各メモリ素子のサイズを設定する、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項１３】
前記映像処理装置は、
多数の輝度フィルタ係数を貯蔵し、前記ピクセルオフセットに当たる輝度フィルタ係数を選択して出力する輝度フィルタ係数ルックアップテーブルと、
多数の色信号フィルタ係数を貯蔵し、前記ピクセルオフセットに当たる色信号フィルタ係数を選択して出力する色信号フィルタ係数ルックアップテーブルと、をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載のパノラマ／ウォータガラス機能実現のための映像処理装置。
【請求項１４】
（ａ）外部より印加される開始比率データ、終了比率データおよび比率傾斜データに基づきパノラマ／ウォータガラス機能のための水平方向のスケール比率関数を生成し、前記スケール比率関数に応答して補間される位置を決める段階と、
（ｂ）前記スケール比率関数に応答して輝度信号の書込みアドレスおよび色信号の書込みアドレスを生成し、前記スケール比率関数によって決められる補間位置に応答して輝度信号の読出しアドレス、色信号の読出しアドレスおよびピクセルオフセットを生成する段階と、
（ｃ）多数の分離されたメモリ素子よりなる第１メモリを含み、前記輝度信号の書込みアドレスにより入力される輝度信号のうち連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子に書き込み、前記輝度読出しアドレスにより補間される位置を基準として連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子から読み出す段階と、
（ｄ）多数の分離されたメモリ素子よりなる第２メモリを含み、前記色信号書込みアドレスにより入力される色信号のうち連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子に書き込み、前記色信号読出しアドレスにより補間される位置を基準として連続した多数のピクセルデータを前記各メモリ素子から読み出す段階と、
（ｅ）前記読み出された輝度／色信号のピクセルデータおよび輝度／色信号の各フィルタ係数により補間される位置において補間を行う段階と、を備える、ことを特徴とするパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法。
【請求項１５】
前記（ａ）段階は、前記補間される位置は前記スケール比率が変わる部分と一定に保たれる部分とに区分けして行われる、ことを特徴とする請求項１４に記載のパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法。
【請求項１６】
前記補間される位置は、次の式により決められることを特徴とする請求項１５に記載のパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法。
【数２】
0004326760.tif 000009
ここで、x_position(i)は補間される位置を表わし、ST_RATは開始比率データを表わし、RAT_DELは比率傾斜データを表わし、ED_RATは終了比率データを表わし、xは水平方向のピクセル数を表わし、nはスケール比率が一定になる中心部分の水平ピクセル位置を表わし、Mは正常的なピクセル間隔を表わし、Kは水平方向の全体ピクセル数の半分を表わす。
【請求項１７】
前記（ｂ）段階は、前記補間される位置を正常なピクセルデータ間隔で割った値の整数部を取って前記輝度信号および前記色信号の読出しアドレスを生成する、ことを特徴とする請求項１４に記載のパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法。
【請求項１８】
前記（ｂ）段階は、前記補間される位置を正常なピクセルデータ間隔で割った値の小数部を取って前記ピクセルオフセットを生成する、ことを特徴とする請求項１４に記載のパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像処理システムに係り、より詳細には、パノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像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】
一般に、画面の水平：垂直比率が４：３であるテレビ信号を１６：９の比率を有するワイドテレビにより視聴すれば、その比率の違いにより生じる視覚的な違いが原因となって映像信号が相対的に広がって見える。これと同様に、ワイドテレビ信号を一般のテレビにより視聴すれば、画面比率の違いによって映像信号が長く見える現象が現れる。このような現象を無くすために、各テレビの映像処理システムではパノラマ機能およびウォータガラス機能を実現することにより画面が正常に見えるようにしている。
【０００３】
図１Ａ〜図１Ｃは、一般的なパノラマ機能実現時の映像信号の変化を示す図であって 、図１Ａは４：３の一般テレビ信号を示し、図１Ｂは１６：９のワイドテレビ信号を示し、そして図１Ｃはパノラマ機能の実現後の映像信号を示す。
パノラマ機能は、一般テレビ信号をワイドテレビにより視聴するために用いられる。図１Ａの一般テレビ信号をワイドテレビにより視聴すれば、図１Ｂに示された如く広がって見えるが、これを、パノラマ機能を行って、図１Ｃのように実現する。図１Ｃの映像信号は、画面の中央部分が４：３の比率に縮少されて正常に見えるようになり、画面の両サイド部は、縮少比率に対する補償によってスケーリングが大きく設定され、歪み効果が一層大きくなる。
【０００４】
これに対し、ウォータガラス機能は、ワイドテレビ信号を一般テレビにより視聴する時に画面が長く見えることを防止するために、中央部分は３：４の比率に拡大し、両サイド部はむしろ縮少することにより、全体画面が正常に見えるようにする機能を言う。
しかしながら、従来のパノラマ機能およびウォータガラス機能の実現のための映像処理装置はメモリが大きくなったり、メモリを制御する方式が多少複雑になったりする問題点を有する。
【０００５】
図２は、従来のパノラマ機能実現のための映像処理装置を示すブロック図であって、アナログ−デジタル変換器（以下、ＡＤＣ）２１を含むオーバサンプリング部２０と、補間フィルタ２２と、メモリ２４と、ダウンスケーラ２８およびデジタル−アナログ変換器（以下、ＤＡＣ）２６を含んでなる。
図２に示された装置のうち、オーバサンプリング部２０は、入力された映像信号をデジタル信号に変換し、変換された信号を所定の割合にてオーバサンプリングする。オーバサンプリングされた映像信号は補間フィルタ２２において補間され、その結果はメモリ２４に貯蔵される。メモリ２４に貯蔵されたデータはダウンスケーラ２８に入力されて各水平区間ごとに所定の割合でスケール比率が減る。このように、図２の映像処理装置は、入力データを前もってオーバサンプリングしておいた状態でスケール比率を次第に減らす方式を採用する。
【０００６】
しかしながら、図２の映像処理装置は、メモリ２４に既に所定割合にてオーバサンプリングされているデータを貯蔵するために、メモリが大きくなる。例えば、１ラインが７２０バイトであるとした時、メモリサイズは１ライン×２（輝度／色信号各々に対するデータ）×オーバサンプリング比率に当たる容量を有するように決められる。
【０００７】
図３は、従来のパノラマ／ウォータガラスの機能の実現のための映像処理装置を示す他のブロック図であって、ＡＤＣ３００と、映像メモリ３１０と、Ｄフリップフロップ３２０と、ＤＡＣ ３３０と、第１位相同期ループ（以下、ＰＬＬ）３４０と、第２ＰＬＬ ３５０と、スイッチング部３６０と、第１ないし第３分周クロック発生部３８０ａ〜３８０ｃおよびマイコン３７０を含んでなる。
【０００８】
図３を参照すれば、マイコン３７０は、映像メモリ３１０にデータを書き込むための書込みイネーブル信号ＷＥＮＡ、およびそこからデータを読み出すための読出しイネーブル信号ＲＥＮＡ、を生成する。第１ＰＬＬ３４０は、サンプリングクロック信号ＣＬＫ１および書込みクロック信号ＷＣＫを生成する。図３の映像処理装置においては、映像信号の水平区間別スケール比率を合わせるために、映像メモリ３１０からデータを読み出すための可変クロック信号を生成する。このような動作は第１ないし第３分周クロック発生部３８０ａ〜３８０ｃおよびスイッチング部３６０においてなされる。すなわち、マイコン３７０によりスイッチング部３６０が制御され、適切な分周率を有する分周クロック信号が読出しクロック信号として選択されて、映像メモリ３１０に印加される。従って、映像メモリ３１０に貯蔵されたデータはスケール比率に応じた可変クロック信号によって読み出される。
【０００９】
しかしながら、このように読出しクロック信号を可変にする方法は、クロック信号を正確にスイッチングするように実現することが極めて困難である、という短所がある。さらに、スイッチングされる各々の区間が段階的に区分けされるために、スケール比率が非線形的に表わされる場合がある。このため、スケール比率の線形性を得るには極めて多くのクロック分周器が必要となる。このように、図３の映像処理装置は、映像メモリ３１０からデータを読み出す時に可変クロック信号を用いるがゆえに、メモリ制御方式が極めて複雑になるといった問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、メモリを小さくでき、且つメモリ制御方式を単純化できる、パノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置を提供するところにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記パノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置において行われるパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、本発明に係るパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置は、スケール比率発生部、アドレス発生部、輝度信号処理部、色信号処理部、輝度補間フィルタおよび色信号補間フィルタを備える。スケール比率発生部は、外部より印加される開始比率データ、終了比率データおよび比率傾斜データを含むパラメータに応答してパノラマ／ウォータガラス機能のための水平方向のスケール比率関数を生成し、スケール比率関数に応答して補間される位置を決める。アドレス発生部は、スケール比率関数および補間される位置に基づき、輝度信号および色信号の書込み／読出しアドレスおよび読出しアドレスに応答してピクセルオフセットを生成する。輝度信号処理部は、多数の分離されたメモリ素子よりなる第１メモリを含み、輝度書込みアドレスにより入力される輝度信号のうち連続した多数のピクセルデータを各メモリ素子に書き込み、輝度読出しアドレスにより補間される位置を基準として連続した多数のピクセルデータを各メモリ素子から読み出す。色信号処理部は、多数の分離されたメモリ素子よりなる第２メモリを含み、色信号書込みアドレスにより入力される色信号のうち連続した多数のピクセルデータを各メモリ素子に書き込み、色信号読出しアドレスにより補間される位置を基準として連続した多数のピクセルデータを各メモリ素子から読み出す。輝度補間フィルタは、輝度信号処理部から出力される連続した多数の輝度ピクセルデータおよびピクセルオフセットにより選択される多数の輝度フィルタ係数に応答して決めされた補間位置において補間を行う。色信号補間フィルタは、色信号処理部から出力される連続した多数の色信号ピクセルデータおよびピクセルオフセットにより選択される多数の色信号フィルタ係数に応答して決められた補間位置において補間を行う。
【００１２】
前記他の課題を達成するために、本発明に係るパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法は、（ａ）ないし（ｅ）段階を備える。（ａ）段階では、外部より印加される開始比率データ、終了比率データおよび比率傾斜データに基づきパノラマ／ウォータガラス機能のためのスケール比率関数を生成し、スケール比率関数に応答して補間される位置を決める。（ｂ）段階では、スケール比率関数による補間位置に基づき輝度／色信号の書込みアドレスおよび読出しアドレスおよびピクセルオフセットを生成する。（ｃ）段階では、書込みアドレスにより輝度／色信号各々に対する連続した多数のピクセルデータを各々の先入れ先出しメモリに書き込む。（ｄ）段階では、一定量のデータが各先入れ先出しメモリに累積されれば決められた補間位置を基準として多数の連続したピクセルデータを読み出し、書込みアドレスにより連続したピクセルデータを書き込む。（ｅ）段階では、読み出された輝度／色信号のピクセルデータおよび輝度／色信号の各フィルタ係数により補間される位置において補間を行う。
【００１３】
本発明によれば、連続した多数のピクセルデータを同時に書込みおよび読出し可能にするために、メモリを多数の小さい先入れ先出しメモリ（以下、ＦＩＦＯメモリ）に分離することにより、メモリサイズを最小化できるという効果がある。さらに、本発明では、データの書込みおよび読出し時に同一のクロック信号を利用し、且つ分離されたＦＩＦＯメモリを利用することにより、アドレス制御などのメモリ制御を単純化できるという効果がある。さらにまた、本発明によれば、パノラマ／ウォータガラス機能の実現時にスケール比率関数を可変的に設定することにより、メモリサイズを可変的に実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係るパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置およびその方法について下記の通り説明する。
図４は、本発明に係るパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置を示す回路図である。これを参照すれば、本発明に係る映像処理装置は、スケール比率発生部４２と、アドレス発生部４４と、輝度信号処理部４０と、輝度信号補間フィルタ４６と、色信号処理部５０と、色信号補間フィルタ５６と、輝度信号フィルタ係数ルックアップテーブル４８および色信号フィルタ係数ルックアップテーブル５８を含んでなる。
【００１５】
図４の映像処理装置において、入力信号は、ＣＣＩＲ６０１規格に基づく映像信号フォーマットにて入力される、と仮定する。すなわち、前記入力される映像信号は、輝度信号成分および色信号成分を含む。例えば、１３.５ＭＨｚのピクセルクロック信号を基準として映像信号が入力される場合、入力映像信号は８ビットの輝度信号Ｙと８ビットの色信号ＣＢとＣＲとに各々分離されて１６ビットで入力されることができる。また、２７ＭＨｚのピクセルクロック信号を基準とする場合には、輝度信号および色信号が混合された８ビットの映像信号で入力されうる。この場合、映像信号は入力端において輝度信号および色信号に分離されて入力される。２種の場合に対し、図４の回路に入力される輝度信号はＹ＿ＩＮで表わされ、色信号はＣＲ＿ＩＮおよびＣＢ＿ＩＮで表わされる。ここで、ＣＲおよびＣＢは各々の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）信号を所定のパラメータにより変換した色信号である。
【００１６】
図４のスケール比率発生部４２は、外部より印加されるスケール関連パラメータ、例えば、開始比率データＳＴ＿ＲＡＴ、終了比率データＥＤ＿ＲＡＴ、および比率傾斜データＲＡＴ＿ＤＥＬに応答して、パノラマ／ウォータガラス機能のための水平方向のスケール比率関数Ｐ＿ＲＡＴ、Ｗ＿ＲＡＴを生成する。ここで、スケール比率関数Ｐ＿ＲＡＴ、Ｗ＿ＲＡＴは、入力されるスケール関連パラメータに応じて可変になる。また、スケール比率発生部４２は、生成されたスケール比率関数に基づき、水平方向のリサンプリング位置、すなわち補間される位置を決める。スケール比率発生部４２は内部にレジスタを備え、補間位置を決めるために内部的に生成される多数のパラメータをレジスタに貯蔵する。図４の映像処理装置においては、パノラマ機能あるいはウォータガラス機能に応じて、スケール比率関数が変わる。図４の実施形態において、パノラマ機能におけるスケール比率関数はＰ＿ＲＡＴで表わされ、ウォータガラス機能におけるスケール比率関数はＷ＿ＲＡＴで表わされる。各機能におけるスケール比率関数については、図６に基づき詳細に後述する。
【００１７】
図４を参照すれば、アドレス発生部４４は、スケール比率発生部４２において発生されるスケール比率関数Ｐ＿ＲＡＴ、Ｗ＿ＲＡＴに応答して、輝度信号Ｙの書込みアドレスＹＷ＿ＡＤＤおよび色信号ＣＲ、ＣＢの書込みアドレスＣＷ＿ＡＤＤを生成し、スケール比率関数Ｐ＿ＲＡＴ、Ｗ＿ＲＡＴを利用して生成させた補間位置によって、輝度信号Ｙの読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤおよび色信号ＣＲ、ＣＢの読出しアドレスＣＲ＿ＡＤＤを生成する。また、アドレス発生部４４は、輝度信号および色信号の読出しアドレスの生成中に、任意の補間位置においてピクセルを復元するためのピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴを生成する。
【００１８】
輝度信号処理部４０は、多数のＦＩＦＯメモリを含む第１のＦＩＦＯ４２０を備え、輝度信号Ｙ＿ＩＮのうち連続した多数のピクセルデータを、輝度書込みアドレスＹＷ＿ＡＤＤに応答して、各ＦＩＦＯメモリに書き込む。また、輝度信号処理部４０は、補間されるピクセル位置を基準として連続した多数のピクセルデータを、輝度読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤに基づき、各ＦＩＦＯメモリから読み出す。このために、輝度信号処理部４０は、第１低域通過フィルタ４００と、第１遅延部４１０と、第１のＦＩＦＯ４２０と、第１ラッチ部４３０および第１ＦＩＦＯ制御部４７０を備える。
【００１９】
輝度信号処理部４０の構成およびその機能について具体的に説明すれば、下記の通りである。第１低域通過フィルタ４００は、入力される輝度信号Ｙ＿ＩＮの低周波数成分をフィルタリングし、且つ高周波数成分を除去してエイリアシング現象を防止する。第１遅延部４１０は、直列接続された多数のフリップフロップ４１１，４１２，４１３，４１４を含む。第１低域通過フィルタ４００の出力信号および各フリップフロップ４１１，４１２，４１３，４１４の出力信号は、各々互いに１ピクセルだけ離れて連続している５つのピクセルデータとなる。このように、互いに１ピクセルだけ離れて連続している輝度信号ピクセルデータは、第１のＦＩＦＯ４２０のＦＩＦＯメモリ４２５〜４２１に各々入力される。
【００２０】
第１のＦＩＦＯ４２０は、所定数、例えば５つのＦＩＦＯメモリ４２１〜４２５を含み、各ＦＩＦＯメモリ４２１〜４２５は、輝度書込みアドレスＹＷ＿ＡＤＤに応答して連続した５つのピクセルデータを、各々同時に貯蔵する。第１のＦＩＦＯ４２０は、輝度読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤに応答して連続した多数のピクセルデータを同時に出力する。ここで、ＦＩＦＯメモリ４２５に貯蔵されたデータは、第１低域通過フィルタ４００の出力であって、遅延されていないピクセルデータと言える。また、ＦＩＦＯメモリ４２４〜４２１に貯蔵されるデータは、各々フリップフロップ４１１〜４１４の出力信号となる。具体的に示してはいないが、第１のＦＩＦＯ４２０の各ＦＩＦＯメモリ４２１〜４２５は、データの書込みおよび読出し時に同一のクロック信号を利用する。
【００２１】
第１ＦＩＦＯ制御部４７０は、アドレス発生部４４において生成された輝度読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤに応答して、データ読出しのためのクロック信号を、イネーブル又はディセーブルする。例えば、読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤに当たる位置のピクセルに対しては、クロック信号をイネーブルし、それ以外の場合に対しては、クロック信号をディセーブルする。第１のＦＩＦＯ４２０の各ＦＩＦＯメモリ４２１〜４２５に貯蔵された連続したデータは、第１ラッチ部４３０の各ラッチ４３１〜４３５にラッチされて出力される。
【００２２】
輝度フィルタ係数ルックアップテーブル４８は、多数の輝度フィルタ係数を貯蔵し、アドレス発生部４４において生成されたピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴに応答する輝度フィルタ係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦを、選択して出力する。選択された輝度フィルタ係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦは、輝度信号補間フィルタ４６に入力される。本発明では、入力されたピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴに応答して相異なる値を有する第１〜第５輝度フィルタ係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦ１〜Ｙ＿ＣＯＥＦＦ５が、選択される。
【００２３】
輝度信号補間フィルタ４６は、第１のＦＩＦＯ４２０から出力される連続したピクセルデータおよび輝度フィルタ係数ルックアップテーブル４８から出力される輝度フィルタ係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦ１〜Ｙ＿ＣＯＥＦＦ５を利用し、決められた位置において補間を行う。ここで好ましくは、補間フィルタは、多数のステップ、例えば５ステップのポリフェーズフィルタにより実現される。輝度信号を補間するために、輝度信号補間フィルタ４６は、５つの乗算器４４１〜４４５および加算器４４７を備える。各乗算器４４１〜４４５は、ラッチ部４３０の各ラッチ４３１〜４３５から出力される信号、および輝度係数ルックアップテーブル４８から出力される各々の輝度係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦ１〜Ｙ＿ＣＯＥＦＦ５を掛け算し、掛け算された結果を出力する。加算器４４７は、各乗算器４４１〜４４５の出力信号を足し算し、補間された輝度信号Ｙ＿ＯＵＴを生成する。
【００２４】
色信号処理部５０は多数のＦＩＦＯメモリを含む第２のＦＩＦＯ ５２０を備え、入力される色信号ＣＲ＿ＩＮ、ＣＢ＿ＩＮのうち連続した多数のピクセルデータを、色信号書込みアドレスＣＷ＿ＡＤＤに応答して各ＦＩＦＯメモリに書き込む。また、色信号処理部５０は、補間されるピクセル位置を基準として連続した多数のピクセルデータを、色信号読出しアドレスＣＲ＿ＡＤＤに基づき、各ＦＩＦＯメモリから読み出す。このために、色信号処理部５０は、第２低域通過フィルタ５００と、第２遅延部５１０と、第２のＦＩＦＯ５２０と、第２ラッチ部５３０および第２のＦＩＦＯ制御部５７０を含んでなる。
【００２５】
色信号処理部５０の構成およびその機能について具体的に説明すれば、下記の通りである。第２低域通過フィルタ５００は、入力される色信号ＣＲ＿ＩＮ、ＣＢ＿ＩＮの低周波数成分をフィルタリングしてエイリアシング現象を防止する。第２遅延部５１０は、直列接続されたフリップフロップ５１１、５１２を含む。第２低域通過フィルタ５００から出力される信号、および各フリップフロップ５１１、５１２から出力される信号は、互いに１ピクセルだけ離れている連続した３つのピクセルデータとなる。これら連続した３つのピクセルデータは、各々第２のＦＩＦＯ５２０の各ＦＩＦＯメモリ５２３〜５２１に入力される。
【００２６】
第２のＦＩＦＯ５２０は、３つのＦＩＦＯメモリ５２１〜５２３を含み、色信号書込みアドレスＣＷ＿ＡＤＤに応答して連続した３つの色信号ピクセルデータを貯蔵する。また、第２のＦＩＦＯ５２０は、色信号読出しアドレスＣＲ＿ＡＤＤに応答して連続した３つのピクセルデータを出力する。第２のＦＩＦＯ制御部５７０は、アドレス発生部４４において生成された色信号読出しアドレスＣＲ＿ＡＤＤに応答して、色信号ピクセルデータを読み出すためのクロック信号をイネーブル又はディセーブルする。各ＦＩＦＯメモリ５２１〜５２３から出力されるデータは、第２ラッチ部５３０の各ラッチ５３１〜５３３にラッチされて出力される。
【００２７】
色信号フィルタ係数ルックアップテーブル５８は、多数の色信号フィルタ係数を貯蔵し、アドレス発生部４４において生成されたピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴに当たる色信号フィルタ係数Ｃ＿ＣＯＥＦＦを選択して出力する。ここで、色信号フィルタ係数Ｃ＿ＣＯＥＦＦは、相異なる値を有する第１〜第３フィルタ係数Ｃ＿ＣＯＥＦＦ１〜Ｃ＿ＣＯＥＦＦ３を表わす。
【００２８】
色信号補間フィルタ５６は、第２のＦＩＦＯ５２０から出力される３つの連続した色信号ピクセルデータおよび色信号フィルタ係数ルックアップテーブル５８から出力される色信号フィルタ係数Ｃ＿ＣＯＥＦＦ１〜Ｃ＿ＣＯＥＦＦ３を利用し、決められた位置において補間を行う。ここで、好ましくは、補間フィルタは３ステップのポリフェーズフィルタにより実現される。色信号補間フィルタ５６は、乗算器５４１〜５４３および加算器５４５を含む。乗算器５４１〜５４３は、第２ラッチ部５３０のラッチ５３１〜５３３から出力される信号および色信号フィルタ係数Ｃ＿ＣＯＥＦＦ１〜Ｃ＿ＣＯＥＦＦ３を掛け算し、掛け算された結果を出力する。加算器５４５は、乗算器５４１〜５４３の出力信号を足し算し、その結果を補間された色信号ＣＲ＿ＯＵＴ、ＣＢ＿ＯＵＴとして出力する。
【００２９】
図４に示された本発明の実施形態において、輝度信号補間フィルタ４６は５ステップにより実現され、色信号補間フィルタ５６は３ステップにより実現されている。これは、色信号よりも輝度信号の方の変化が敏感に現れるためであり、輝度信号に対するステップ数を増やすことにより画面が正常に見えるようにする。図５は、図４に示された映像処理装置において行われるパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
以下、図４および図５に基づき、本発明の実施の形態によるパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置の動作およびその方法について詳細に説明する。まず、図４のスケール比率発生部４２は、ユーザにより設定された外部パラメータ、すなわち、開始比率データＳＴ＿ＲＡＴ、終了比率データＥＤ＿ＲＡＴおよび比率傾斜データＲＡＴ＿ＤＥＬに応答して、パノラマ又はウォータガラス機能のためのスケール比率関数Ｐ＿ＲＡＴ、Ｗ＿ＲＡＴを生成し、これに応答して補間位置を決める（第５００段階）。
【００３１】
図６Ａおよび図６Ｂは各々、パノラマ機能を実現する場合のスケール比率関数Ｐ＿ＲＡＴおよびウォータガラス機能を実現する場合のスケール比率関数Ｗ＿ＲＡＴを示す。前述したように、パノラマ機能の実現時には画面の両サイド部が拡大され、中心部分は縮小される。このため、図６Ａを参照すれば、画面の水平方向において開始比率データＳＴ＿ＲＡＴは１以上に設定され、区間Ｔ６１中には、比率傾斜データＲＡＴ＿ＤＥＬのように、開始比率データＳＴ＿ＲＡに対するスケール比率が次第に下がる。また、中心部分の区間Ｔ６２中には、スケール比率が３／４に設定されて画面が縮小される。ここで、水平区間全体の中心軸を基準として、両サイド部のスケール比率は対称的な構造を示す。従って、説明の便宜のために、区間Ｔ６２における開始比率データＳＴ＿ＲＡＴに対するスケール比率は、終了比率データＥＤ＿ＲＡＴに設定される。
【００３２】
図６Ｂのウォータガラス機能の実現に際しては、スケール比率関数はパノラマ機能の実現時とは反対に、画面の両サイド部はスケール比率が低く、中心部分はスケール比率が大きい。このため、図６Ｂを参照すれば、画面の水平方向において開始比率データＳＴ＿ＲＡＴは１よりも低く設定され、区間Ｔ６４中には、比率傾斜データＲＡＴ＿ＤＥＬの変化量によってスケール比率が次第に高くなる。また、区間Ｔ６５中には、スケール比率が４／３に設定されて画面が拡大される。ここで、区間Ｔ６５中のスケール比率は、説明の便宜のために、終了比率データＥＤ＿ＲＡＴに設定される。すなわち、本発明では、図４に示された装置で入力パラメータのみ変えて、図６Ａのパノラマ機能および図６Ｂのウォータガラス機能の両方とも実現できる、という長所がある。
このように、各々の機能の実現に基づくスケール比率が決められれば、決められたスケール比率によって任意の位置において映像データを復元するために、補間が行われる。
【００３３】
図７を参照すれば、補間が行われる位置ｘはｐ２およびｐ３の間であり、補間に用いられるピクセルは、補間位置ｘを基準とする左右隣接ピクセルｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４およびｐ５である。このように、補間位置を基準として隣接した左右の５ピクセル（輝度信号の場合）又は３ピクセル（色信号の場合）のデータが補間に用いられる。
図７中、区間Ｔ７１は正常なピクセル間の間隔Ｍを表わす。また、区間Ｔ７２は補間が行われる位置のピクセル間の間隔を表わし、Ｔ７３はピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴを表わす。スケール比率発生部４２がスケール比率によって図７に示された補間位置を決めることについては、図８に基づき具体的に述べる。
【００３４】
図８Ａおよび図８Ｂは、図４に示された装置において、スケール比率による補間位置決め、およびアドレス生成を説明するための図面である。まず、図８Ａにおいて、水平方向のピクセル数が７２０であると仮定すれば、水平方向は中心部分を基準として左右対称に現れる。このため、補間位置を決めるためには３６０個のピクセルのみ考慮される。図８Ａを参照すれば、１〜３６０までの水平ピクセル数を考慮し、スケール比率関数が表わす部分の面積はＡ１で表わされる。４：３の比率を有する一般テレビの７２０ピクセルは、１６：９ワイドテレビの画面に万遍なく入らなければならないため、図８Ｂに示されたワイドテレビの画面の水平面積Ａ２は、スケール比率関数によって求められる図８Ａの面積Ａ１と同一でなければならない。このように、図８Ａの面積Ａ１および図８Ｂの面積Ａ２が同一である、と仮定すれば、下記式１が成り立つ。
【００３５】
【数３】
0004326760.tif 000002
ここで、Ｍは正常なピクセル間の間隔を表わし、ｎはスケール比率が傾斜を表わしてから一定になる画面の中心部分のピクセル位置を表わす。この時、補間される位置は、下記式２のように表わされる。
【００３６】
【数４】
0004326760.tif 000003
ここで、数式２および図７を参照すれば、ｉは補間される位置を表わし、ｘは水平方向のピクセル数を表わす。すなわち、前式２より、ｘがｎ未満である場合およびｎ以上である場合に対する補間位置は相異なるということが分かる。
【００３７】
このような過程を通じて図５の第５００段階において補間位置が決められれば、図４のアドレス発生部４４は、決められた補間位置に基づき輝度信号および色信号の読出しアドレス並びにピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴを生成する（第５１０段階）。
ここで、書込みアドレスは、入力される色信号および輝度信号を各々連続的に書き込むために順次生成されるものであり、その過程の詳細に関する説明は省く。
また、水平方向の補間位置を考慮し、各ＦＩＦＯ４２０，５２０からピクセルデータを読み出すための読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤ，ＷＲ＿ＡＤＤは、下記式のように生成される。
【００３８】
【数５】
0004326760.tif 000004
ここで、Ｒ＿ＡＤＤは、輝度信号に対する読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤおよび色信号に対する読出しアドレスＣＲ＿ＡＤＤになりうる。すなわち、読出しアドレスは、補間位置ｘ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎｉを正常なピクセル間隔Ｍで割った値のうち整数部を取った値となる。また、アドレス発生部４４において生成されるピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴは、下記式４のように得られる。
【００３９】
【数６】
0004326760.tif 000005
すなわち、ピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴは、前記式３と比較する時、補間位置ｘ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎｉをピクセル間隔Ｍで割った値のうち残り、すなわち、小数点以下の部分を取った値となる。前述した通り、ピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴは、フィルタ係数ルックアップテーブル４４０，５４０に印加され、フィルタ係数を選択するのに用いられる。
【００４０】
まず、第５１０段階において、アドレス発生部４４において生成されたアドレスのうち、輝度信号および色信号の書込みアドレスＹＷ＿ＡＤＤ，ＣＷ＿ＡＤＤに応答して連続した多数のピクセルデータが、各ＦＩＦＯ４２０，５２０に書き込まれる（第５２０段階）。また、初期に決められた補間位置において映像データを補間するためには、補間位置を基準として隣接した左右の５ピクセル（輝度信号の場合）又は３ピクセル（色信号の場合）のデータが、各ＦＩＦＯ４２０，５２０から読み出されなければならない。すなわち、前記式３により求められた各々の読出しアドレスにより、第１のＦＩＦＯ４２０に貯蔵された輝度信号および第２のＦＩＦＯ５２０に貯蔵された色信号が読み出される。しかし、データの読出しは、データ書込み速度とは異なり、スケール比率によって可変的になされるため、その速度は一定ではない。このため、データの読出しはデータの書込みがある程度なされた後に行われる。すなわち、第５２０段階においてデータの書込みがなされ、一定量のデータが第１および第２のＦＩＦＯ４２０，５２０に累積されたか否かが判断される（第５３０段階）。
【００４１】
もし、一定量のデータが累積されていないと判断されれば、データが累積されるまで第５２０段階を繰り返し行う。これに対し、もし、第５３０段階において一定量のデータが累積されたと判断されれば、データの読出しおよび書込みは相異なる速度にて同時になされる。すなわち、第５００段階において決められた補間位置を基準として、多数の連続したピクセルデータが読出しアドレスＹＲ＿ＡＤＤ、ＣＲ＿ＡＤＤにより各ＦＩＦＯ４２０，５２０から読み出され、同時に書込みアドレスＹＷ＿ＡＤＤ、ＣＷ＿ＡＤＤによりピクセルデータが書き込まれる（第５４０段階）。
このように、パノラマ又はウォータガラス機能を行うに当たって、各ＦＩＦＯ４２０，５２０にデータが入力される速度は一定である。しかし、データの出力速度は、スケール比率関数に基づく補間位置によって読出しアドレスが可変的に設定されるため、変り続ける。
【００４２】
図９を参照すれば、参照符号９２は入力データ速度を表わし、９４は出力データ速度を表わす。すなわち、画面の水平方向に対してデータの書込みは一定の速度にてなされる。これに対し、データの読出し速度９４は、データの書込み速度９２と比較する時、初期にはスケール比率によって速度が次第に速まり、中心部分では速度が遅くなった後、中心部分を通りつつデータの出力速度９４は再び速まる。また、ＦＩＦＯメモリでは、一定量のデータが累積されてからデータの読出しが始まるため、参照符号９８だけの時間が遅延された後にデータの読出しがなされる。参照符号９６は入力速度と出力速度との違いが最大となる区間、すなわち、出力速度が最も遅い区間を表わす。
【００４３】
このため、区間９６によって各ＦＩＦＯ４２０，５２０の最大サイズ（図４のＳ４０）が決められる。このように、第１および第２のＦＩＦＯ４２０，５２０の各ＦＩＦＯメモリのサイズは、データが入力される速度とデータが出力される速度との違いが最大となる時点を考慮して設定される。従って、第１および第２のＦＩＦＯ４２０，５２０を実現するに際し、メモリがフル状態となることを防止するために、好ましくは、少なくとも参照符号９６以上のメモリサイズにする。一般に、第１および第２のＦＩＦＯ４２０，５２０の各ＦＩＦＯメモリは約１２８〜２５６バイトに実現される。本発明のパノラマ／ウォータガラス機能を実現するために必要とされる全体メモリのサイズは、大体つぎの通り求められる。
【００４４】
例えば、１２８バイトのＦＩＦＯメモリを使用する場合、輝度信号のための１２８×５バイトおよび色信号のための１２８×３バイトを足し算した１０２４バイトほどのサイズが要される。また、２５６バイトのＦＩＦＯメモリを使用する場合には、２５６×５バイトおよび２５６×３バイトを足し算した２０４８バイトほどのサイズが要される。スケール比率関数に基づき、メモリサイズは可変的に実現できる。しかし、通常の場合、従来の回路において要されるメモリサイズに比べてそのサイズをかなり減らせるという長所がある。
【００４５】
また、図５を参照すれば、第５４０段階においてデータの読出しがなされれば、読み出されたデータは輝度信号および色信号のフィルタ係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦ、Ｃ＿ＣＯＥＦＦにより、前もって決められた位置において補間が行われる（第５５０段階）。輝度補間フィルタ４６および色信号補間フィルタ５６は、前述した通り、第１および第２のＦＩＦＯ４２０，５２０の各ＦＩＦＯメモリから出力されるピクセルデータおよびフィルタ係数を掛け算し、掛け算された結果を足し算して補間を行う。ここで、ピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴにより輝度フィルタ係数Ｙ＿ＣＯＥＦＦを選択するための輝度フィルタ係数ルックアップテーブル４８は、下記表１の通りである。
【００４６】
【表１】
0004326760.tif 000006
【００４７】
表１において、ピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴは、各ピクセル間の間隔Ｍを３２等分した場合を表わす。Ｆを超える場合の係数値は、０〜Ｆまでの係数値に対して繰り返し現れるため、０〜Ｆに対する係数のみ示す。
また、ピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴにより色信号フィルタ係数Ｃ＿ＣＯＥＦＦを選択するための色信号フィルタ係数ルックアップテーブル５８は、下記表２の通りである。
【００４８】
【表２】
0004326760.tif 000007
表２において、ピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴは、各ピクセル間の間隔Ｍを８等分した場合を表わす。ここで、３を超える場合の係数値は、０〜３のピクセルオフセットＰＩＸ＿ＯＦＦＳＥＴにより選択された係数値に対して繰り返し現れるため、表２には０〜３に対するフィルタ係数値のみ示す。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、分離された多数の小さいメモリを利用し、且つデータの書込みおよび読出し時に同一のクロック信号を使用することから、メモリ制御を単純化できる。
本発明によれば、連続した多数のピクセルデータを同時に書込みおよび読出し可能にするために、多数の小さいＦＩＦＯメモリに分離することにより、メモリサイズを最小化できる。さらに、本発明では、書込みおよび読出し時に同一のクロック信号を利用し、且つ分離された小さいＦＩＦＯメモリを利用することにより、アドレス制御などのメモリ制御を単純化できる。さらにまた、本発明によれば、パノラマ／ウォータガラス機能の実現時にスケール比率関数を可変的に設定し、これにより、メモリサイズを可変的に実現できる。
【００５０】
以上、図面および明細書において最適の実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使用されたが、これは単に本発明を説明するためのものに過ぎず、意味の限定や特許請求の範囲上に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。従って、この技術分野における当業者であれば、これより各種の変形および均等な他の実施形態が可能である点が理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲上の技術的な思想によって定まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ〜Ｃは、従来における通常のパノラマ機能の実現時の映像信号の変化を示す図面である。
【図２】従来のパノラマ機能の実現のための映像処理装置を示すブロック図である。
【図３】従来のパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置を示す他のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態によるパノラマ／ウォータガラス機能の実現のための映像処理装置を示す回路図である。
【図５】図４に示された映像処理装置において行われるパノラマ／ウォータガラス機能の実現方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＡおよびＢは、図４に示された映像処理装置のパノラマ／ウォータガラス機能の実現時のスケール比率関数を説明するための図面である。
【図７】図４に示された映像処理装置のピクセル補間位置を説明するための図面である。
【図８】ＡおよびＢは、図４に示された映像処理装置の補間位置およびアドレス生成過程を説明するための図面である。
【図９】図４に示された映像処理装置のメモリに入力されるデータ入力速度およびそこから出力されるデータ出力速度を比較するための図面である。
【符号の説明】
４０    輝度信号処理部
４２    スケール比率発生部
４４    アドレス発生部
４６    輝度信号補間フィルタ
４８    輝度信号フィルタ係数ルックアップテーブル４８
５０    色信号処理部
５６    色信号補間フィルタ
５８    色信号フィルタ係数ルックアップテーブル５８
４００  第１低域通過フィルタ
４２０  第１のＦＩＦＯ４２０
４３０  第１ラッチ部
４７０  第１ＦＩＦＯ制御部
４１１〜４１４  フリップフロップ
４２１〜４２５  第１のＦＩＦＯ４２０のメモリ
４３１〜４３５  第１ラッチ部４３０のラッチ
４４１〜４４５  乗算器
４４７  加算器
５００  第２低域通過フィルタ
５１０  第２遅延部
５２０  第２のＦＩＦＯ
５３０  第２ラッチ部
５７０  第２のＦＩＦＯ制御部
５１１、５１２  フリップフロップ
５２１〜５２３  第２のＦＩＦＯ５２０のメモリ
５３１〜５３３  第２ラッチ部５３０のラッチ
５４１〜５４３  乗算器
５４５  加算器
【図１】
0004326760.tif 000010
【図２】
0004326760.tif 000011
【図３】
0004326760.tif 000012
【図４】
0004326760.tif 000013
【図５】
0004326760.tif 000014
【図６】
0004326760.tif 000015
【図７】
0004326760.tif 000016
【図８】
0004326760.tif 000017
【図９】
0004326760.tif 000018