JP2791022B2 - Video signal processing device - Google Patents
Video signal processing deviceInfo
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- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はビデオ信号伝送システムに関し、特にビデオ
データをビデオデータをサブサンプリングして出力し、
サブサンプリングされたビデオデータを入力するビデオ
信号処理装置に関する。
〔従来の技術〕
ビデオ信号は単位時間当りの情報量が大きく、この様
に情報量の多いビデオ信号をデジタル化すると極めてビ
ツトレートの高い信号となるが、このデジタル信号を通
信系を用いで伝送しようとすると、大容量の回線が必要
となり、回線容量の不足もしくは伝送コストアツプ等の
事態を生起する。又この様な高ビツトレートのデジタル
信号を磁気記録媒体等の記録媒体に記録しようとする
と、記録ヘツドが対応できなくなったり、記録時間が極
端に短くなったりするという問題がある。
そこで、一般にデジタル信号のデータ量を削減するた
めに、様々な帯域圧縮技術が提案されている。この帯域
圧縮の手法の1つとして、所謂オフセツトサブサンプリ
ングが考えられる。オフセツトサブサンプリングは視覚
特性上あまり重要ではない画像の斜め方向成分を空間フ
イルタにより予め除去し、その除去された周波数領域に
高周波成分を配することによりサンプリング周波数を低
くする手法である。この様なオフセツトサブサンプリン
グとしては、同一フイールドの隣接する走査線間でサン
プリング位置がシフトしたラインオフセツトサブサンプ
リング(LOSS)、及び隣接する2つのフイールドに於い
て互いに隣接する走査線間でサンプリング位置がシフト
したフイールドオフセツトサブサンプリング(FOSS)が
あるが、いずれにしてもオフセツトサンプリングを行う
前にプレフイルタとしての前述の空間フイルタにより、
2次元の帯域制限を行わねばならない。また、オフセツ
トサブサンプリングされたデジタル信号をデコードする
際ポストフイルタとしての空間フイルタにより空間的な
補間を行わねばならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、この空間フイルタは比較的回路規模が大き
い。例えば空間フイルタとして、第7図に示す如く中心
画素近傍の25画素に係数を付す25タツプのフイルタを実
現する為には、RAMないしROMのテーブルにより構成され
る、係数器,乗算器及び加算器、そしてデジタル遅延線
をタツプの数量に応じて持った信号処理回路を構成しな
ければならない。従ってオフセツトサブサンプリングを
行うVTR等の磁気記録再生機ではこの様な回路規模の大
きい空間フイルタを記録用,再生用に夫々設置しなけれ
ばならず、回路が大型化してしまう。また通信回線用の
送受信機に於いても同様に送信側と受信側に空間フイル
タを設ける必要があり、回路が大型化してしまう。尚第
7図中x,yは夫々水平,垂直方向の画素間隔を示す。
本発明は上述の如き問題に鑑みてなされ、ビデオデー
タをサブサンプリングして出力し、サブサンプリングさ
れたビデオデータを入力するビデオ信号処理装置に於い
て記録もしくは送信されるビデオ信号をもにた可能とし
つつ、回路構成を簡略化することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
斯かる目的下にいて本発明によれば、ビデオデータを
サブサンプリングして出力する記録もしくは送信部と、
サブサンプリングされたビデオデータを入力する再生も
しくは受信部とを有するビデオ信号処理装置であって、
注目サンプル及びその周辺のサンプルを用い、前記記録
もしくは送信部においてサブサンプリングするビデオデ
ータの帯域を制限する空間フィルタに、前記再生もしく
は受信部から入力されたサブサンプリングされているビ
デオデータを入力可能に構成すると共に、前記記録もし
くは送信部においてサブサンプリングされたビデオデー
タを、元の画素数に戻して後、前記空間フィルタに比し
使用する周辺サンプル数の少ないフィルタを介して外部
に出力可能な構成とした。
〔作 用〕
上述の如く、規模の小さなフィルタをモニタ用に設け
ることにより、1つの空間フイルタを、記録もしくは送
信部に於けるプリフイルと、再生もしくは受信部に於け
るポストフイルタに共用することができ、空間フイルタ
の数を減らすことが可能になった。これに伴い回路を小
型化でき、装置の小型化低コスト化を図ることができ
る。
〔実施例〕
第1図はサブサンプリング用の前置フィルタを補間用
フィルタとしても用いるVTRを示す図であり、図中1は
アナログ−デジタル(A/D)変換器、2,4は記録再生の切
換えスイツチ、3は空間フイルタ、5は帯域圧縮器、6
は誤り訂正符号付加器、7は変調器、8は復調器、9は
誤り訂正器、11は帯域伸長器、15はデジタル−アナログ
(D/A)変換器である。
記録時において入力された画像信号はA/D変換器1で
デジタル信号に変換され、空間フイルタ3で折り返しに
より妨害を生じる帯域の2次元帯域でカツトし、5の圧
縮器でオフセツトサブサンプリングによる画素の間引き
及びDPCM等の圧縮をし、6の誤り訂正符号付加器で誤り
訂正符号を付加した後、7のデジタル変調器を通り、ヘ
ツドHrより記録媒体Tに記録される。
逆に再生時には、媒体TからヘツドHpにより読み出さ
れた信号は復調器8によりデジタル復調され、9の誤り
訂正器により誤り訂正をし、11の帯域伸長器により間引
かれた画素への0データの挿入、DPCM復号等の帯域伸長
の処理をする。ここでこの伸長器の出力はスイツチのPB
側を介して再び空間フイルタ3を通ることにより、記録
時サブサンプリングにより間引きされた画素が補間され
る。この空間フイルタ3の出力はD/A変換器15を通っ
て、再生画像信号となる。
上述の如きVTRに於いては、記録系のプリフイルタと
再生系のポストフイルタとを同一の空間フイルタ3にて
実施することができる。従って回路構成としては簡単に
なった。
第2図は本発明の一実施例としてのVTRの構成を示す
ブロツで、第1図と同様の構成要素には同一番号を付
し、説明を省略する。
この実施例は上記第1図の構成において、記録時にEE
系のモニターが可能な様に簡易フイルタ13を設け、簡便
な補間を行うものである。
記録時、入力されたビデオ信号は、A/D変換器1,空間
フイルタ3,帯域圧縮器5,誤り訂正符合付加器6,デジタル
変調器7を通った後、ヘツドHrを介して媒体T系に渡さ
れるのは実施例1と同じであるが、5の帯域圧縮器を通
って後、分岐を設けてスイツチ10をREC側に接続するこ
とにより帯域伸長器11へ流す。
帯域伸長器11を通ってスイツチ12のREC側を介する13
の簡易フイルタ13により簡便な補間が行われたデータは
スイツチ14のREC側DMA変換器15を通ってモニター用アナ
ログ画像信号として出力される。
第3図に上記の簡易空間フイルタの構成例を示す。図
中16,22,23は夫々1サンプル期間(D)遅延線、17,18,
21は夫々1水平走査期間(H)遅延線、19,24,27,28は
夫々加算器、20,25は夫々1/8係数器、26は1/2係数器で
ある。
今D遅延線22の出力データを中心画素のデータとする
と、該フイルタにより、この中心画素周辺の5画素に付
される係数を第4図に示す。尚、第4図中2重丸で示す
画素が中心画素である。
第3図のフイルタによってもある程度の帯域制限特性
が得られる。また記録モニタ、送信モニタ用としては多
少の画質劣化は許容されるので第3図の空間フイルタで
も十分な特性であるといえる。また、第3図のフイルタ
中係数器20,25,26は全てビツトシフトのみで実現でき
る。従って第7図に25画素分係数を示した空間フイルタ
に比べ第3図の空間フイルタは、はるかにハード量が少
なく低コストで実現できる。
上記第2図の実施例で設置する簡易フイルタ13はモニ
タ用であるので、さらに簡便なフイルタで構成すること
も可能である。例えば第5図に示す様な、D・フリツプ
フロツプ19,19′を直列接続した前置補間フイルタを用
いて1つ前の画素のみによる簡便な補間を行う様にすれ
ば、さらに回路規模が小さくなり、更に低コスト化装置
の小型化が推進可能である。第5図の入力データ,出力
データの関係は図示の通りであり、第6図に示す如く直
前の画素のデータを間引かれた画素のデータとする。
一般に記録時の回路モニターは、実用上では、回路が
動作状態に有るか否か、そして画像信号が入力されてい
るか否かを判別できれば良いものであり、第3図,第5
図で示した如き簡便なフイルタにより補間で充分である
と考えられる。
尚、上述の各実施例はVTRを例にとって説明したが、
磁気記録再生機のみならず、本発明は通信路への送受信
機に適用可能であるのは云うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によればビデオデータをサ
ブサンプリングして出力し、サブサンプリングされたビ
デオデータを入力するビデオ信号処理装置の記録もしく
は送信されるビデオ信号をもにた可能としつつ、回路構
成を簡略化し、低コスト化,小型化を図ることが可能に
なった。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video signal transmission system, and more particularly to sub-sampling video data and outputting the video data.
The present invention relates to a video signal processing device that inputs subsampled video data. [Prior Art] A video signal has a large amount of information per unit time, and when a video signal having such a large amount of information is digitized, it becomes an extremely high bit rate signal. However, this digital signal will be transmitted using a communication system. In this case, a large-capacity line is required, which causes a shortage of the line capacity or an increase in transmission cost. Further, when such a high bit rate digital signal is to be recorded on a recording medium such as a magnetic recording medium, there is a problem that the recording head cannot be used and the recording time becomes extremely short. Therefore, in order to reduce the data amount of a digital signal, various band compression techniques are generally proposed. So-called offset subsampling is considered as one of the band compression techniques. Offset subsampling is a technique in which oblique components of an image that are not so important in visual characteristics are removed in advance by a spatial filter, and high-frequency components are arranged in the removed frequency region to lower the sampling frequency. Such offset subsampling includes line offset subsampling (LOSS) in which the sampling position is shifted between adjacent scanning lines in the same field, and sampling between adjacent scanning lines in two adjacent fields. There is a field offset subsampling (FOSS) in which the position is shifted, but in any case, before the offset sampling is performed, the above-mentioned spatial filter as a pre-filter is used.
Two-dimensional band limiting must be performed. When decoding an offset subsampled digital signal, spatial interpolation must be performed by a spatial filter as a postfilter. [Problems to be Solved by the Invention] By the way, this spatial filter has a relatively large circuit scale. For example, as a spatial filter, in order to realize a 25-tap filter for assigning coefficients to 25 pixels near the center pixel as shown in FIG. 7, a coefficient unit, a multiplier and an adder constituted by a RAM or ROM table , And a signal processing circuit having digital delay lines according to the number of taps. Therefore, in a magnetic recording / reproducing apparatus such as a VTR for performing offset subsampling, such a large space filter must be provided for recording and reproduction, respectively, and the circuit becomes large. Similarly, in a transmitter / receiver for a communication line, it is necessary to provide a spatial filter on the transmission side and the reception side, and the circuit becomes large. In FIG. 7, x and y indicate the pixel intervals in the horizontal and vertical directions, respectively. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a video signal recorded or transmitted in a video signal processing device that subsamples and outputs video data and inputs the subsampled video data. And to simplify the circuit configuration. [Means for Solving the Problems] According to the present invention under such a purpose, a recording or transmitting unit for subsampling and outputting video data,
A video signal processing device having a reproduction or reception unit for inputting subsampled video data,
Using the sample of interest and samples around it, the sub-sampled video data input from the reproduction or reception unit can be input to a spatial filter that limits the band of video data to be sub-sampled in the recording or transmission unit. In addition to the configuration, the video data sub-sampled in the recording or transmission unit can be returned to the original number of pixels, and then can be output to the outside through a filter that uses a smaller number of peripheral samples than the spatial filter. And [Operation] As described above, by providing a small-scale filter for the monitor, one spatial filter can be used for both the pre-filter in the recording or transmitting unit and the post-filter in the reproducing or receiving unit. It is possible to reduce the number of spatial filters. Accordingly, the circuit can be reduced in size, and the size and cost of the device can be reduced. Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a VTR in which a pre-filter for subsampling is used also as an interpolation filter, wherein 1 is an analog-digital (A / D) converter, and 2 and 4 are recording / reproducing. Switching switch, 3 is a spatial filter, 5 is a band compressor, 6
Is an error correction code adder, 7 is a modulator, 8 is a demodulator, 9 is an error corrector, 11 is a band extender, and 15 is a digital-analog (D / A) converter. An image signal input at the time of recording is converted into a digital signal by an A / D converter 1, cut by a spatial filter 3 in a two-dimensional band where interference occurs due to aliasing, and is subjected to offset subsampling by a compressor 5. After pixel thinning and compression such as DPCM are performed and an error correction code is added by an error correction code adder 6, the data passes through a digital modulator 7 and is recorded on a recording medium T from a head Hr. On the other hand, at the time of reproduction, the signal read from the medium T by the head Hp is digitally demodulated by the demodulator 8, error-corrected by the error corrector 9, and 0 is added to the pixels thinned out by the band extender 11 Performs bandwidth expansion such as data insertion and DPCM decoding. Here, the output of this expander is the PB of the switch.
By passing through the spatial filter 3 again through the side, the pixels thinned out by the sub-sampling during recording are interpolated. The output of the spatial filter 3 passes through the D / A converter 15 and becomes a reproduced image signal. In the VTR as described above, a recording pre-filter and a reproduction post-filter can be implemented by the same spatial filter 3. Therefore, the circuit configuration is simplified. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a VTR as one embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This embodiment uses the configuration of FIG.
A simple filter 13 is provided so that the system can be monitored, and simple interpolation is performed. At the time of recording, an input video signal passes through an A / D converter 1, a spatial filter 3, a band compressor 5, an error correction code adder 6, and a digital modulator 7, and then through a medium T via a head Hr. Is the same as that of the first embodiment, but after passing through the band compressor of 5, a branch is provided and the switch 10 is connected to the REC side to flow to the band extender 11. 13 via the REC side of the switch 12 through the band extender 11
The data subjected to simple interpolation by the simple filter 13 is output as a monitor analog image signal through the REC-side DMA converter 15 of the switch 14. FIG. 3 shows an example of the configuration of the simple space filter. In the figure, 16, 22, and 23 are delay lines for one sample period (D), and 17, 18, and
21 is a delay line for one horizontal scanning period (H), 19, 24, 27, and 28 are adders, 20, 25 are 1/8 coefficient units, and 26 is a 1/2 coefficient unit. Assuming now that the output data of the D delay line 22 is the data of the central pixel, the coefficients assigned to the five pixels around the central pixel by the filter are shown in FIG. The pixel indicated by a double circle in FIG. 4 is the central pixel. Some degree of band limiting characteristics can also be obtained with the filter of FIG. Further, since a slight deterioration in image quality is allowed for the recording monitor and the transmission monitor, it can be said that the spatial filter of FIG. 3 has sufficient characteristics. All of the filter coefficient units 20, 25 and 26 in FIG. 3 can be realized only by bit shift. Accordingly, the spatial filter of FIG. 3 can be realized at a much lower cost with a much smaller amount of hardware than the spatial filter of FIG. 7 showing coefficients for 25 pixels. Since the simple filter 13 installed in the embodiment shown in FIG. 2 is used for monitoring, it is possible to construct a simpler filter. For example, as shown in FIG. 5, if a simple interpolation using only the preceding pixel is performed by using a pre-interpolation filter in which D flip-flops 19 and 19 'are connected in series, the circuit scale is further reduced. In addition, miniaturization of the cost reduction device can be promoted. The relationship between the input data and the output data in FIG. 5 is as shown, and as shown in FIG. 6, the data of the immediately preceding pixel is taken as the data of the thinned pixel. Generally, in practical use, a circuit monitor at the time of recording only needs to be able to determine whether or not the circuit is in an operating state and whether or not an image signal is being input.
Interpolation is considered to be sufficient with a simple filter as shown in the figure. Although each of the above embodiments has been described using a VTR as an example,
It goes without saying that the present invention is applicable not only to a magnetic recording / reproducing apparatus but also to a transceiver for a communication path. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, video data is subsampled and output, and the video signal recorded or transmitted by the video signal processing device that inputs the subsampled video data is used. In addition, while simplifying the circuit configuration, it has become possible to reduce the cost and size of the circuit.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としてのVTRの構成を示す
図、
第2図は本発明の他の実施例としてのVTRの構成を示す
図、
第3図は第2図に於ける簡易フイルタの一構成例を示す
図、
第4図は第3図のフイルタの動作を説明するための図、
第5図は第2図に於ける簡易フイルタの他の構成例を示
す図、
第6図は第5図のフイルタの動作を説明するための図、
第7図は空間フイルタによる係数付加の一例を示す図で
ある。
図中1はA/D変換器、3は空間フイルタ、5はサブサン
プリング行う帯域圧縮器、11は帯域伸長器、15はD/A変
換器である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a VTR as one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a VTR as another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a view showing an example of the configuration of the simple filter in FIG. 2, FIG. 4 is a view for explaining the operation of the filter in FIG. 3, and FIG. 5 is another configuration of the simple filter in FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example, FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the filter of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing an example of adding coefficients by a spatial filter. In the figure, 1 is an A / D converter, 3 is a spatial filter, 5 is a band compressor for performing subsampling, 11 is a band expander, and 15 is a D / A converter.
Claims (1)
もしくは送信部と、 サブサンプリングされたビデオデータを入力する再生も
しくは受信部とを有するビデオ信号処理装置であって、 注目サンプル及びその周辺のサンプルを用い、前記記録
もしくは送信部においてサブサンプリングするビデオデ
ータの帯域を制限する空間フィルタに、前記再生もしく
は受信部から入力されたサブサンプリングされているビ
デオデータを入力可能に構成すると共に、 前記記録もしくは送信部においてサブサンプリングされ
たビデオデータを、元の画素数に戻して後、前記空間フ
ィルタに比し使用する周辺サンプル数の少ないフィルタ
を介して外部に出力可能に構成したことを特徴とするビ
デオ信号処理装置。(57) [Claims] A video signal processing device having a recording or transmitting unit for sub-sampling and outputting video data, and a reproducing or receiving unit for inputting sub-sampled video data, using a sample of interest and samples around it, The recording or transmitting unit is configured so that the sub-sampled video data input from the reproducing or receiving unit can be input to the spatial filter that limits the band of the video data to be sub-sampled in the recording or transmitting unit. A video signal processing apparatus, wherein sampled video data is returned to the original number of pixels, and then output to the outside via a filter that uses a smaller number of peripheral samples than the spatial filter.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62272284A JP2791022B2 (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Video signal processing device |
US07/261,915 US5010391A (en) | 1987-10-27 | 1988-10-24 | Digital video signal processing device |
US07/638,352 US5132781A (en) | 1987-10-27 | 1991-01-04 | Video signal processing system using common digital filter in plural manners |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62272284A JP2791022B2 (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Video signal processing device |
Publications (2)
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JPH01114176A JPH01114176A (en) | 1989-05-02 |
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Family Applications (1)
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- 1987-10-27 JP JP62272284A patent/JP2791022B2/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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