映像信号変換方法、映像信号変換装置、および色差信号補正アダプタ
【課題】映像信号を補正して他の映像信号に変換する技術を提供する。
【解決手段】まず、第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る（４１）。次に、第１の映像信号から得た輝度信号と４１で得られた搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する（４２）。４２で補正を行わないと判断した場合（Ｎｏの場合）は、補正せずに第１の映像信号から第２の映像信号に変換する（４３）。４２で補正を行うと判断した場合（Ｙｅｓの場合）は、４１で得られた搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る（４４）。４４で得られた補正後の搬送色信号の振幅と第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る（４５）。補正後の色差信号を用いて第２の映像信号を得る（４６）。
【解決手段】まず、第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る（４１）。次に、第１の映像信号から得た輝度信号と４１で得られた搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する（４２）。４２で補正を行わないと判断した場合（Ｎｏの場合）は、補正せずに第１の映像信号から第２の映像信号に変換する（４３）。４２で補正を行うと判断した場合（Ｙｅｓの場合）は、４１で得られた搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る（４４）。４４で得られた補正後の搬送色信号の振幅と第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る（４５）。補正後の色差信号を用いて第２の映像信号を得る（４６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号を変換する映像信号変換技術に関し、特に映像信号を補正して他の映像信号に変換する映像信号変換技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号変換技術の従来技術文献としては、例えば特許文献１がある。特許文献１には、コンポーネント信号からコンポジット信号に変換する場合に、常に歪みがなく、また、忠実に変換されたコンポジット信号を出力するビデオ信号変換装置が記載されている（要約参照）。また、特許文献１の「従来技術」の項には、Ｄ−１機からのコンポーネント信号を、Ｄ−２機でコンポジット信号に再変換するような処理が行なわれる場合、Ｄ−１機とＤ−２機とのフォーマット及び信号レベル等が異なるので、それらの変換を行なわなければならないことが記載されている。（段落０００２参照）
【０００３】
コンポジット信号のクロマ信号をクリップする技術の従来技術文献としては、例えば特許文献２がある。
特許文献２の「従来の技術」の項には次のことが記載されている。色差信号Ｒ−Ｙ、及びＢ−Ｙを、それぞれ９０°位相差を有するサブキャリア信号ＳＣ１、ＳＣ２にて変調し、バースト信号をミックスしてクロマ信号（Ｂ）を得、それを加算器に供給する。この加算器はクロマ信号（Ｂ）と同期信号を含んだ輝度信号（Ａ）が加算され、コンポジットビデオ信号（Ｃ）を得る。このコンポジットビデオ信号（Ｃ）はハイクリップ回路によりハイクリップレベルα以上の信号をクリップし、（ｄ）の信号とし、さらにロークリップ回路により、ブランキング期間以外でロークリップレベルβ以下の信号がクリップされて信号(ｅ)となる。（段落０００３、図２参照）
【０００４】
特許文献２の「課題を解決するための手段」の項には、ディジタル信号処理で得た、高輝度ニー特性及び量子化のダイナミックレンジによりハイクリップレベルα及びロークリップレベルβによりクリップされた輝度信号Ｙと、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙの色差信号を、４倍のサブキャリア周波数のディジタル信号に変換した後、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの加算結果が前記ハイクリップレベルα以上にならないように、もしくは輝度信号Ｙから色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの減算結果が前記ロークリップレベルβ以下にはならないように、色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙの振幅比を制御前と制御後で同じになるように色差信号量を制御した後、Ｒ−ＹとＢ−Ｙの色差信号をディジタル平衡変調することによりクロマ信号を得ることが記載されている。（段落０００９参照）
【０００５】
上記の減算（ロークリップ）については、次のように記載されている（段落００１７、図１参照）。減算器では輝度信号Ｙから大きい方の色差信号Ｃｍａｘが減算され、比較判定回路でロークリップレベルβと比較され、βの方が小さければ０を、βの方が大きければその差（Ｂ＝β−（Ｙ−Ｃｍａｘ））を出力する。そして減算器で大きい方の色差信号Ｃｍａｘから差し引くことによりロークリップする。つまり、輝度信号−色差信号がロークリップレベルβより小さくなった時は、その分だけ色差信号量を減じ、輝度信号−色差信号がβを下回らないようにしている。上記の加算（ハイクリップ）については段落００１６に同様に記載されている。段落００１９には、こうすることにより、２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのうち一方だけクリップされ、その結果、位相の回転が生ずることがなくなると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２０５４４５号公報
【特許文献２】特開平５−３０５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノンリニア編集機でタイトルデータやボーダーに色を付ける場合、映像信号レベルを意識することなく、ＲＧＢ表現で０〜２５５までの色すべてを使用することができる。ＨＤ（High Definition）信号を扱うシステムでは問題ないが、その映像をダウンコンバートしてＳＤ（Standard Definition）信号にした際に、５２５コンポジット信号を扱うシステムにおいては−２０ＩＲＥを越えてしまい、その点が水平同期信号と誤認識され、同期乱れを発生する可能性がある。
【０００８】
この問題点を図１を用いて説明する。図１は１００％ＣＢ（Color Bar）をダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号である。１１は輝度信号、１２は色差信号であり、縦軸の単位はＩＲＥである。１３は水平同期信号であり、−４０ＩＲＥである。１４の部分の信号のレベルが下がり過ぎると、水平同期信号と誤認識され、同期乱れを発生する危険性がある。
【０００９】
本発明の目的は、例えば上記のような問題を解決するために、映像信号を補正して他の映像信号に変換する技術を提供することである。また、映像信号変換の前処理として映像信号を補正する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
（１）第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換方法であって、前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１のステップと、前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２のステップと、前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３のステップと、前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４のステップと、を有する。
【００１２】
（２）前記（１）において、前記第１のステップ後に、前記第１の映像信号から得た輝度信号と前記搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断し、補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、補正を行うと判断した場合だけ前記第２のステップに進む。
【００１３】
（３）前記（１）または（２）において、前記第２のステップにおいて、あらかじめ与えられた閾値に基づいて前記補正後の搬送色信号の振幅を決定する。
【００１４】
（４）前記（１）において、前記補正が不要の輝度信号の範囲をあらかじめ決めておき、前記補正が不要の範囲である場合は、補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、前記補正が不要の範囲でない場合だけ、前記第１ないし第４のステップを行う。
【００１５】
（５）前記（１）〜（４）において、前記第１の映像信号から得られた輝度信号および色差信号、並びに前記補正後の色差信号がピクセル単位で処理される。
【００１６】
（６）第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換装置であって、前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４の手段と、を備える。
【００１７】
（７）前記（６）において、前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記第１の手段の出力の搬送色信号を差し引き、該差し引いた結果をあらかじめ与えられた閾値と比較する比較手段をさらに有し、該差し引いた結果が前記閾値を下回らない場合は、前記第１の映像信号の補正しない色差信号を用いて前記第４の手段により前記第２の映像信号を得、該差し引いた結果が前記閾値を下回る場合は、前記第３の手段の出力の補正した色差信号を用いた前記第４の手段により前記第２の映像信号を得る。
【００１８】
（８）前記（７）において、前記第１の映像信号がＨＤ映像信号であり、前記第２の映像信号がＳＤ映像信号であり、前記第２の手段は、前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記閾値を差し引いた値を前記補正後の搬送色信号の振幅とする。
【００１９】
（９）前記（８）において、前記ＨＤ映像信号は、ノンリニア編集機により編集されたデジタルコンポーネント信号であり、前記ＳＤ映像信号は、コンポジット信号であり、
前記閾値は、信号レベルが−０．２の閾値である。
【００２０】
（１０）映像信号の色差信号の補正を行う色差信号補正アダプタであって、前記映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、前記補正後の搬送色信号の振幅と前記映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、を備える。
【００２１】
（１１）前記（１０）において、前記第１の手段と前記第２の手段の間に介在し、前記映像信号から得た輝度信号と前記第１の手段で得た搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段をさらに備え、前記判断手段が補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記映像信号から得た色差信号を出力し、前記判断手段が補正を行うと判断した場合だけ前記第２の手段および第３の手段により得られた補正後の色差信号を出力する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、映像信号を補正して他の映像信号に変換することができる。また、映像信号変換のための前処理として映像信号を補正することができる。例えば、本発明をノンリニア編集機で出力したＨＤ映像信号のＳＤ映像信号への変換に応用すれば、ＳＤシステムでカラーレベルが規定値を超えないよう色変換を行い映像信号を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態は、例えば、ノンリニア編集機で編集されたＨＤ映像信号からＳＤ映像信号にダウンコンバートする時などにおいて生じる問題を解決するものであり、色差信号の振幅を縮小することで、合成したコンポジット信号のレベルが−２０ＩＲＥを下回らないように抑えるものである。
【００２４】
色差信号の振幅が大きく、ＮＴＳＣコンポジット信号において−２０ＩＲＥを下回ってしまう場合は、色差信号の振幅を小さくして規定レベルを維持する。その概念図を図２に示す。
【００２５】
図２（Ａ）は、１００％ＣＢをダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号の色差信号の振幅を規定レベルに維持する本発明の実施形態の映像信号変換方法を説明するための図である。１１は輝度信号、１２は色差信号であり、縦軸の単位はＩＲＥである。１３は水平同期信号であり、レベルは−４０ＩＲＥである。この信号レベルは２１の部分においてレベルが−２０ＩＲＥを下回っている。そこで、本実施形態では、２１の部分において信号レベルが−２０ＩＲＥを下回らないように、２２に示すように、色成分の振幅を縮小して、−２０ＩＲＥに押さえる。なお、本実施形態の映像信号変換方法では、−２０ＩＲＥを下回る部分２１において色成分の振幅を縮小させ２２とする結果、２１’の部分も２２’に縮小する。
【００２６】
図２（Ｂ）は本実施形態の映像信号変換方法を適用した後、表現可能な信号成分をＹ／Ｃｂ／Ｃｒの３次元で表現したものである。Ｙは輝度信号であり、Ｃｂ、Ｃｒは色差信号である。２３はＣｂ軸であり、２４はＣｒ軸であり、２５はＹ軸である。２６に示すように輝度信号Ｙのレベルが高い部分の色差信号Ｃｂ、Ｃｒの振幅レベルは変わらないが、輝度信号Ｙのレベルが低い部分では、２７の円で示す補正前の搬送色信号の振幅が２８の円で示すように小さくなる。図中の円は縮小している部分以外は円柱で示してもよいが、図２（Ａ）のＣＢ信号と対比させて縮小する部分をわかりやすくするために複数の円を描いている。図２（Ｂ）はあくまで概念的なものである。
【００２７】
図３は、図２（Ｂ）の２７と２８を、より詳細に説明するためにこの部分だけ取り出して示したものである。図３において、３３はＵ軸であり、３４はＶ軸である。これらは図２（Ｂ）のＣｂ軸２３、Ｃｒ軸２４に対応する。図３のＵ、Ｖと図２（Ｂ）のＣｂ、Ｃｒの関係はＵ＝Ｃｂ／２．０３、Ｖ＝Ｃｒ／１．１４である。図３の３７、３８が図２（Ｂ）の２７、２８に対応する。
【００２８】
図３において、Ｉは補正前の搬送色信号であり、Ｉ’は補正後の搬送色信号である。この図に示すように、本実施形態の映像信号変換方法は、補正前の搬送色信号Ｉを補正後の搬送色信号Ｉ’に補正して変換するものである。したがって、補正に際しては、ある点Ｉが同じ位相θを保持したままＩ’に移動する。
【００２９】
図４に、本実施形態の映像信号変換方法のフローチャートを示す。図２は、１００％ＣＢをダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号の色差信号の振幅を規定レベルに維持する場合について示したものであるのに対して、図４に示すものは、これを一般化した第１の映像信号から第２の映像信号を得るためのフローチャートである。第１の映像信号は例えばノンリニア編集機で編集されたＨＤ映像信号であり、第２の映像信号は例えばＳＤ映像信号である。
【００３０】
まず、ステップ４１で、第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る。この搬送色信号の振幅は図３の３１の長さに対応する。
【００３１】
次に、ステップ４２で、第１の映像信号から得た輝度信号とステップ４１で得られた搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する。ステップ４２で補正を行わないと判断した場合（Ｎｏの場合）は、ステップ４３で、補正せずに第１の映像信号からＮＴＳＣエンコーダを用いて第２の映像信号に変換する。ステップ４２で補正を行うと判断した場合（Ｙｅｓの場合）だけステップ４４に進む。
【００３２】
ステップ４２の判断としては、例えば、第１の映像信号から得た輝度信号からステップ４１で得られた搬送色信号の振幅を差し引いた差が、あらかじめ与えられた閾値を下回らない場合に補正せずに第１の映像信号からＮＴＳＣエンコーダにより第２の映像信号に変換し、あらかじめ与えられた閾値を下回る場合にだけステップ４４に進み補正を行う。図２に示すのはこの場合であり、ステップ４２の判断において、第１の映像信号がノンリニア編集機により編集されたＨＤのデジタルコンポーネント信号であり、第２の映像信号がＳＤのコンポジット信号であり、閾値は、信号レベルが−０．２（−２０ＩＲＥ）の閾値である。
【００３３】
ステップ４２で補正を行うと判断した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップ４４で、ステップ４１で得られた搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る。これは、図３の３１の長さから３２の長さを得ることに対応する。ステップ４４では、あらかじめ与えられた閾値に基づいて補正後の搬送色信号の振幅を決定する。図２に示す場合では、第１の映像信号から得た輝度信号から閾値（信号レベルが−０．２（−２０ＩＲＥ）の閾値）を差し引いた値を補正後の搬送色信号の振幅としている。
【００３４】
ステップ４５で、ステップ４４で得られた補正後の搬送色信号の振幅（図３の３２の長さ）と第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角（図３のθ）を用いて補正後の色差信号を得る。
ステップ４６で、補正後の色差信号を用いてＮＴＳＣエンコーダにより第２の映像信号を得る。
【００３５】
図４に示す実施形態では、ステップ４２で補正を行うかどうかを判断しているが、このようにせずに、色差信号のレベルにかかわらず補正が不要である輝度信号の範囲をあらかじめ決めておき、補正が不要である場合は、ステップ４３で補正せずに第１の映像信号から第２の映像信号に変換し、補正が不要の範囲でない場合だけ、ステップ４１〜４６を行うようにしてもよい。
【００３６】
また、ステップ４１、ステップ４４、ステップ４５で行う計算をあらかじめ行い、第１の映像信号から得た輝度信号と色差信号から補正後の色差信号を得るテーブルを格納しておき、このテーブルを参照して、第１の映像信号から得た輝度信号と色差信号から、補正後の色差信号を得て、ステップ４６に進むようにしてもよい。なお、あらかじめ行う計算は、ステップ４１、ステップ４４、ステップ４５で行う計算と等価な計算であってもよい。ここで等価な計算とは、例えば、ステップ４１、ステップ４４、ステップ４５で行う計算の計算式を変形して得た計算式を用いた計算のことである。なお、図４のステップ４２の判断でＮｏの場合については、補正後の色差信号の代わりに、第１の映像信号から得た色差信号をそのまま用いてテーブルを作成しておく。
【００３７】
また、このテーブルを使用する場合、補正が不要の輝度信号の範囲である場合は、補正せずに第１の映像信号から第２の映像信号に変換し、補正が不要の輝度信号の範囲でない場合に、テーブルを参照して、第１の映像信号から得た輝度信号と色差信号から、補正後の色差信号を得て、ステップ４６に進むようにしてもよい。この場合、補正が不要となる輝度信号の範囲である場合については、テーブルを作成しなくてもよい。
また、第１の映像信号から得られた輝度信号および色差信号、並びに補正後の色差信号がピクセル単位で処理されるようにしてもよい。
【００３８】
以上説明した実施形態の映像信号変換方法を実行する映像信号変換装置を図５に示す。５０は映像信号変換装置である。５１は第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段であり、５２は第１の映像信号から得た輝度信号と搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段であり、５３は搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段であり、５４は補正後の搬送色信号の振幅と第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段であり、５５は補正後の色差信号または補正されていない色差信号を用いて第２の映像信号を得る第４の手段である。ここで第４の手段５５は、具体的にはＮＴＳＣエンコーダであり、判断手段５２で補正を行うと判断した場合に第２の手段５３および第３の手段５４により補正された色差信号を用いて第２の映像信号を得るだけでなく、判断手段５２で補正を行わないと判断した場合は補正されていない色差信号を用いて第２の映像信号を得る。
【００３９】
映像信号変換装置５０の判断手段５２は、第１の映像信号から得た輝度信号から第１の手段５１の出力の搬送色信号を差し引き、該差し引いた結果をあらかじめ与えられた閾値と比較し、該差し引いた結果が前記閾値を下回らない場合は補正せず、該差し引いた結果が閾値を下回る場合は、補正するようにしてもよい。
【００４０】
また、第１の映像信号がＨＤ映像信号であり、第２の映像信号がＳＤ映像信号であってもよく、第２の手段５３は、第１の映像信号から得た輝度信号から閾値を差し引いた値を補正後の搬送色信号の振幅とするようにしてもよい。
【００４１】
また、前記ＨＤ映像信号がノンリニア編集機により編集されたデジタルコンポーネント信号であり、前記ＳＤ映像信号がコンポジット信号である場合、前記閾値は、信号レベルが−０．２の閾値とするのが好適である。
【００４２】
図６に本発明の実施形態の変形例である色差信号補正アダプタを示す。６０は映像信号の色差信号の補正を行う色差信号補正アダプタであり、６５はＮＴＳＣエンコーダである。色差信号補正アダプタ６０は図５の映像信号変換装置５０から４の手段（ＮＴＳＣエンコーダ）５５を独立させた装置である。色差信号補正アダプタ６０は、ＮＴＳＣエンコーダ６５による映像信号変換の前処理として、映像信号の補正を行う装置である。６１は、映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段であり、６２は映像信号から得た輝度信号と第１の手段５１で得た搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段であり、６３は搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段であり、６４は補正後の搬送色信号の振幅と前記映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段である。
【００４３】
色差信号補正アダプタ６０は、判断手段６２が補正を行わないと判断した場合は補正せずに映像信号から得た色差信号を出力し、判断手段６２が補正を行うと判断した場合だけ第２の手段６３および第３の手段６４により得られた補正後の色差信号を出力する。このとき、色差信号と共に前記映像信号から得た輝度信号を合わせて出力してもよい。
【００４４】
色差信号補正アダプタの出力はＮＴＳＣエンコーダ６５に入力され、ＮＴＳＣエンコーダ６５により第２の映像信号に変換される。
【００４５】
以上説明した映像信号変換装置や色差信号補正アダプタは、コンピュータとプログラムを用いて構成しても、電子回路等を用いて構成してもよい。また、一部をコンピュータとプログラムを用いて構成し、他の部分を電子回路等を用いて構成してもよい。
【００４６】
また、映像信号変換装置や色差信号補正アダプタは、専用の装置として構成してもよいが、ノンリニア編集機やその他の機器に内蔵させてもよい。
【実施例】
【００４７】
本実施形態の映像信号変換方法の実施例を以下に示す。本実施例では、ノンリニア編集機の出力のＨＤ−ＳＤＩ（High Definition - Serial Digital Interface）信号をＳＤ映像信号にダウンコンバートする。より具体的には、ノンリニア編集機内部で扱っているデジタルコンポーネント信号Ｙ／Ｃｂ／ＣｒをＮＴＳＣコンポジット信号に変換する。
【００４８】
デジタルコンポーネント信号Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒの色差信号Ｃｂ、ＣｒからＮＴＳＣコンポジット信号を生成したとき、搬送色信号の振幅Ｉは
【００４９】
【数１】
【００５０】
と表される。この計算が図４のステップ４１に対応し、（式１）のＩが図３の３１の長さに対応する。（式１）の１行目は図２（Ｂ）に示すＣｒ、Ｃｂで表記した式であり、２行目は図３に示すＶ、Ｕで表記した式である。
ここで、輝度信号Ｙと搬送色信号Ｉを合成した結果が−２０ＩＲＥを下回るのは
【００５１】
【数２】
【００５２】
が成り立つ場合である。この計算に基づく判断が図４のステップ４２に対応する。（式２）が成り立たない場合（−２０ＩＲＥを下回らない場合）は補正せずに通常の方法で、デジタルコンポーネント信号からＮＴＳＣコンポジット信号に変換する。これが図４のステップ４３に対応する。（式２）が成り立つ場合（−２０ＩＲＥを下回る場合）は、以下に示すように補正を行う。
−２０ＩＲＥを下回ってしまうと、同期乱れを起こす可能性があるため、上記の式が成り立つ場合は信号レベルが−０．２を下回らないよう
【００５３】
【数３】
【００５４】
となるような補正後の搬送色信号の振幅Ｉ’を求め、搬送色信号のレベル補正を行う。（式３）のＩ’が図３の３２の長さに対応する。この計算が図４のステップ４４に対応する。
元の搬送色信号の位相角θは
【００５５】
【数４】
【００５６】
である。（式４）のθは図３のθである。（式４）の搬送色信号の位相角θと（式３）の補正後の搬送色信号Ｉ’から補正後の色差信号Ｃｒ’、Ｃｂ’を求めると、
【００５７】
【数５】
【００５８】
となる。これが図４のステップ４５に対応する。
最後に、（式５）で得られた補正後の色差信号Ｃｒ’、Ｃｂ’と輝度信号Ｙを用いてコンポジット信号を得る。これが図４のステップ４６に対応する。
【００５９】
すなわち、本実施例では、（式２）を満たす場合に、（式５）を得て、（式５）の補正後の色差信号Ｃｒ’、Ｃｂ’と輝度信号Ｙを用いてコンポジット信号を得る。このようにして得られたコンポジット信号は、図２（Ａ）の２２、図２（Ｂ）の２８に示すように、色信号が縮小され、−２０ＩＲＥ以内に抑えられる。
【００６０】
実装する場合には、上記の計算処理を毎回行うのではなく、３次元のテーブルを持ち、８ビット映像信号の輝度信号ｙ（１６≦ｙ≦２３５）、色差信号ｕ（１６≦ｕ≦２４０） 、ｖ（１６≦ｖ≦２４０）を ｙ、u’、v’に変換する処理をピクセル単位で行い、処理速度の向上を図っている。ここで、ｙ、ｕ、ｖは８ビットの整数値で表現した映像信号である。輝度信号ｙは（１６≦ｙ≦２３５）、色差信号ｕは（１６≦ｕ≦２４０）、ｖは（１６≦ｖ≦２４０）の範囲の値である。それらを後述の（式６）に当てはめて０≦Ｙ≦１、−１／２≦Ｕ，Ｖ≦１／２の実数値に変換している。したがって、大文字小文字いずれも映像信号のレベルであるが、表現する範囲が異なる。
【００６１】
３次元テーブルの作成方法を以下に示す。
輝度信号ｙ、色差信号ｕ、ｖにより、Ｙ、Ｕ、Ｖは以下の式で表すことができる。
【００６２】
【数６】
【００６３】
また、ＨＤ信号から生成したＮＴＳＣコンポジット信号のレベルが−２０ＩＲＥを下回らないためには、
【００６４】
【数７】
【００６５】
を満たす必要がある。
式６、式７より、
【００６６】
【数８】
【００６７】
が成り立つ。
ここで、ｒ２を以下のように仮定すると、
【００６８】
【数９】
【００６９】
ｒはｙの値から一意に決まるため、ｕ’およびｖ’は
【００７０】
【数１０】
【００７１】
で求めることができる。
（式９）、（式１０）を用いて、輝度信号ｙ、補正前の色差信号ｕ、ｖから補正後の色差信号ｕ’、ｖ’を得るための計算結果を記憶装置に保持しておく。３次元のテーブルとは図７のように、ｙ、ｕ、ｖの３つの値をインデックスとする表のことである。図７の例では８×８×８であるが、本実施例では１１２×２２４×２２４の大きさを持つ。このテーブルの各要素に補正後のｕ、ｖの値（ｕ’，ｖ’）を事前に計算して格納しておく。
【００７２】
実際の映像の色を補正するときは、この表をｙ、ｕ、ｖの値で参照すると、補正後のｕ’、ｖ’の値が得られるので、１ピクセルごとに計算を行なうことなく高速に結果を求めることができる。例えば、
ｙ＝１６，ｕ＝１６，ｖ＝１６のとき、ｕ’＝９６，ｖ’＝９６
ｙ＝５０，ｕ＝７０，ｖ＝６０のとき、ｕ’＝７６，ｖ’＝６７
が、３次元テーブルを参照することにより直ちに得られる。
【００７３】
さらに、より速度を向上させるため、信号レベルが−２０ＩＲＥを下回らない範囲をあらかじめ適用除外として上記の処理をバイパスしている。
適用除外となる範囲は、
【００７４】
【数１１】
【００７５】
が成り立つ場合であり、Ｉの最大値＝√（０．５２＋０．５２）であるから、
【００７６】
【数１２】
【００７７】
よって、輝度信号レベルが１２７を超える信号に対しては計算処理の適用を除外することができる。
また、（式６）では１６≦ｙ≦２３５と表しているが、本実施例では（式１２）の通り、ｙ＞１２７の範囲は適用外であるので、３次元テーブルを作成する段階で除外している。
【００７８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態、実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態、実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】ＨＤ信号をダウンコンバートしてＳＤ信号にする際の問題点を説明するための図である。
【図２】１００％ＣＢをダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号の色差信号の振幅を規定レベルに維持する本発明の実施形態の映像信号変換方法を説明するための図である。
【図３】図２（Ｂ）の一部分だけ取り出して示した図である。
【図４】本発明の実施形態の映像信号変換方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の映像信号変換装置を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例である色差信号補正アダプタを示す図である。
【図７】３次元テーブルを説明するための図である。
【符号の説明】
【００８０】
１１…輝度信号、１２…色差信号、１３…水平同期信号、２１…−２０ＩＲＥを下回ってしまう部分、２２…縮小された色成分の振幅、２３…Ｃｂ軸、２４…Ｃｒ軸、２５…Ｙ軸、２６…輝度信号Ｙのレベルが高い部分、２７…補正前の搬送色信号の振幅、２８…補正後の搬送色信号の振幅、３３…Ｕ軸、３４…Ｖ軸、３７…補正前の搬送色信号の振幅、３８…補正後の搬送色信号の振幅、５０…映像信号変換装置、５１…第１の手段、５２…判断手段、５３…第２の手段、５４…第３の手段、５５…第４の手段、６０…色差信号補正アダプタ、６５…ＮＴＳＣエンコーダ、６１…第１の手段、６２…判断手段、６３…第２の手段、６４…第３の手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号を変換する映像信号変換技術に関し、特に映像信号を補正して他の映像信号に変換する映像信号変換技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号変換技術の従来技術文献としては、例えば特許文献１がある。特許文献１には、コンポーネント信号からコンポジット信号に変換する場合に、常に歪みがなく、また、忠実に変換されたコンポジット信号を出力するビデオ信号変換装置が記載されている（要約参照）。また、特許文献１の「従来技術」の項には、Ｄ−１機からのコンポーネント信号を、Ｄ−２機でコンポジット信号に再変換するような処理が行なわれる場合、Ｄ−１機とＤ−２機とのフォーマット及び信号レベル等が異なるので、それらの変換を行なわなければならないことが記載されている。（段落０００２参照）
【０００３】
コンポジット信号のクロマ信号をクリップする技術の従来技術文献としては、例えば特許文献２がある。
特許文献２の「従来の技術」の項には次のことが記載されている。色差信号Ｒ−Ｙ、及びＢ−Ｙを、それぞれ９０°位相差を有するサブキャリア信号ＳＣ１、ＳＣ２にて変調し、バースト信号をミックスしてクロマ信号（Ｂ）を得、それを加算器に供給する。この加算器はクロマ信号（Ｂ）と同期信号を含んだ輝度信号（Ａ）が加算され、コンポジットビデオ信号（Ｃ）を得る。このコンポジットビデオ信号（Ｃ）はハイクリップ回路によりハイクリップレベルα以上の信号をクリップし、（ｄ）の信号とし、さらにロークリップ回路により、ブランキング期間以外でロークリップレベルβ以下の信号がクリップされて信号(ｅ)となる。（段落０００３、図２参照）
【０００４】
特許文献２の「課題を解決するための手段」の項には、ディジタル信号処理で得た、高輝度ニー特性及び量子化のダイナミックレンジによりハイクリップレベルα及びロークリップレベルβによりクリップされた輝度信号Ｙと、Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙの色差信号を、４倍のサブキャリア周波数のディジタル信号に変換した後、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの加算結果が前記ハイクリップレベルα以上にならないように、もしくは輝度信号Ｙから色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの減算結果が前記ロークリップレベルβ以下にはならないように、色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙの振幅比を制御前と制御後で同じになるように色差信号量を制御した後、Ｒ−ＹとＢ−Ｙの色差信号をディジタル平衡変調することによりクロマ信号を得ることが記載されている。（段落０００９参照）
【０００５】
上記の減算（ロークリップ）については、次のように記載されている（段落００１７、図１参照）。減算器では輝度信号Ｙから大きい方の色差信号Ｃｍａｘが減算され、比較判定回路でロークリップレベルβと比較され、βの方が小さければ０を、βの方が大きければその差（Ｂ＝β−（Ｙ−Ｃｍａｘ））を出力する。そして減算器で大きい方の色差信号Ｃｍａｘから差し引くことによりロークリップする。つまり、輝度信号−色差信号がロークリップレベルβより小さくなった時は、その分だけ色差信号量を減じ、輝度信号−色差信号がβを下回らないようにしている。上記の加算（ハイクリップ）については段落００１６に同様に記載されている。段落００１９には、こうすることにより、２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのうち一方だけクリップされ、その結果、位相の回転が生ずることがなくなると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２０５４４５号公報
【特許文献２】特開平５−３０５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノンリニア編集機でタイトルデータやボーダーに色を付ける場合、映像信号レベルを意識することなく、ＲＧＢ表現で０〜２５５までの色すべてを使用することができる。ＨＤ（High Definition）信号を扱うシステムでは問題ないが、その映像をダウンコンバートしてＳＤ（Standard Definition）信号にした際に、５２５コンポジット信号を扱うシステムにおいては−２０ＩＲＥを越えてしまい、その点が水平同期信号と誤認識され、同期乱れを発生する可能性がある。
【０００８】
この問題点を図１を用いて説明する。図１は１００％ＣＢ（Color Bar）をダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号である。１１は輝度信号、１２は色差信号であり、縦軸の単位はＩＲＥである。１３は水平同期信号であり、−４０ＩＲＥである。１４の部分の信号のレベルが下がり過ぎると、水平同期信号と誤認識され、同期乱れを発生する危険性がある。
【０００９】
本発明の目的は、例えば上記のような問題を解決するために、映像信号を補正して他の映像信号に変換する技術を提供することである。また、映像信号変換の前処理として映像信号を補正する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１１】
（１）第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換方法であって、前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１のステップと、前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２のステップと、前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３のステップと、前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４のステップと、を有する。
【００１２】
（２）前記（１）において、前記第１のステップ後に、前記第１の映像信号から得た輝度信号と前記搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断し、補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、補正を行うと判断した場合だけ前記第２のステップに進む。
【００１３】
（３）前記（１）または（２）において、前記第２のステップにおいて、あらかじめ与えられた閾値に基づいて前記補正後の搬送色信号の振幅を決定する。
【００１４】
（４）前記（１）において、前記補正が不要の輝度信号の範囲をあらかじめ決めておき、前記補正が不要の範囲である場合は、補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、前記補正が不要の範囲でない場合だけ、前記第１ないし第４のステップを行う。
【００１５】
（５）前記（１）〜（４）において、前記第１の映像信号から得られた輝度信号および色差信号、並びに前記補正後の色差信号がピクセル単位で処理される。
【００１６】
（６）第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換装置であって、前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４の手段と、を備える。
【００１７】
（７）前記（６）において、前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記第１の手段の出力の搬送色信号を差し引き、該差し引いた結果をあらかじめ与えられた閾値と比較する比較手段をさらに有し、該差し引いた結果が前記閾値を下回らない場合は、前記第１の映像信号の補正しない色差信号を用いて前記第４の手段により前記第２の映像信号を得、該差し引いた結果が前記閾値を下回る場合は、前記第３の手段の出力の補正した色差信号を用いた前記第４の手段により前記第２の映像信号を得る。
【００１８】
（８）前記（７）において、前記第１の映像信号がＨＤ映像信号であり、前記第２の映像信号がＳＤ映像信号であり、前記第２の手段は、前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記閾値を差し引いた値を前記補正後の搬送色信号の振幅とする。
【００１９】
（９）前記（８）において、前記ＨＤ映像信号は、ノンリニア編集機により編集されたデジタルコンポーネント信号であり、前記ＳＤ映像信号は、コンポジット信号であり、
前記閾値は、信号レベルが−０．２の閾値である。
【００２０】
（１０）映像信号の色差信号の補正を行う色差信号補正アダプタであって、前記映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、前記補正後の搬送色信号の振幅と前記映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、を備える。
【００２１】
（１１）前記（１０）において、前記第１の手段と前記第２の手段の間に介在し、前記映像信号から得た輝度信号と前記第１の手段で得た搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段をさらに備え、前記判断手段が補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記映像信号から得た色差信号を出力し、前記判断手段が補正を行うと判断した場合だけ前記第２の手段および第３の手段により得られた補正後の色差信号を出力する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、映像信号を補正して他の映像信号に変換することができる。また、映像信号変換のための前処理として映像信号を補正することができる。例えば、本発明をノンリニア編集機で出力したＨＤ映像信号のＳＤ映像信号への変換に応用すれば、ＳＤシステムでカラーレベルが規定値を超えないよう色変換を行い映像信号を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態は、例えば、ノンリニア編集機で編集されたＨＤ映像信号からＳＤ映像信号にダウンコンバートする時などにおいて生じる問題を解決するものであり、色差信号の振幅を縮小することで、合成したコンポジット信号のレベルが−２０ＩＲＥを下回らないように抑えるものである。
【００２４】
色差信号の振幅が大きく、ＮＴＳＣコンポジット信号において−２０ＩＲＥを下回ってしまう場合は、色差信号の振幅を小さくして規定レベルを維持する。その概念図を図２に示す。
【００２５】
図２（Ａ）は、１００％ＣＢをダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号の色差信号の振幅を規定レベルに維持する本発明の実施形態の映像信号変換方法を説明するための図である。１１は輝度信号、１２は色差信号であり、縦軸の単位はＩＲＥである。１３は水平同期信号であり、レベルは−４０ＩＲＥである。この信号レベルは２１の部分においてレベルが−２０ＩＲＥを下回っている。そこで、本実施形態では、２１の部分において信号レベルが−２０ＩＲＥを下回らないように、２２に示すように、色成分の振幅を縮小して、−２０ＩＲＥに押さえる。なお、本実施形態の映像信号変換方法では、−２０ＩＲＥを下回る部分２１において色成分の振幅を縮小させ２２とする結果、２１’の部分も２２’に縮小する。
【００２６】
図２（Ｂ）は本実施形態の映像信号変換方法を適用した後、表現可能な信号成分をＹ／Ｃｂ／Ｃｒの３次元で表現したものである。Ｙは輝度信号であり、Ｃｂ、Ｃｒは色差信号である。２３はＣｂ軸であり、２４はＣｒ軸であり、２５はＹ軸である。２６に示すように輝度信号Ｙのレベルが高い部分の色差信号Ｃｂ、Ｃｒの振幅レベルは変わらないが、輝度信号Ｙのレベルが低い部分では、２７の円で示す補正前の搬送色信号の振幅が２８の円で示すように小さくなる。図中の円は縮小している部分以外は円柱で示してもよいが、図２（Ａ）のＣＢ信号と対比させて縮小する部分をわかりやすくするために複数の円を描いている。図２（Ｂ）はあくまで概念的なものである。
【００２７】
図３は、図２（Ｂ）の２７と２８を、より詳細に説明するためにこの部分だけ取り出して示したものである。図３において、３３はＵ軸であり、３４はＶ軸である。これらは図２（Ｂ）のＣｂ軸２３、Ｃｒ軸２４に対応する。図３のＵ、Ｖと図２（Ｂ）のＣｂ、Ｃｒの関係はＵ＝Ｃｂ／２．０３、Ｖ＝Ｃｒ／１．１４である。図３の３７、３８が図２（Ｂ）の２７、２８に対応する。
【００２８】
図３において、Ｉは補正前の搬送色信号であり、Ｉ’は補正後の搬送色信号である。この図に示すように、本実施形態の映像信号変換方法は、補正前の搬送色信号Ｉを補正後の搬送色信号Ｉ’に補正して変換するものである。したがって、補正に際しては、ある点Ｉが同じ位相θを保持したままＩ’に移動する。
【００２９】
図４に、本実施形態の映像信号変換方法のフローチャートを示す。図２は、１００％ＣＢをダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号の色差信号の振幅を規定レベルに維持する場合について示したものであるのに対して、図４に示すものは、これを一般化した第１の映像信号から第２の映像信号を得るためのフローチャートである。第１の映像信号は例えばノンリニア編集機で編集されたＨＤ映像信号であり、第２の映像信号は例えばＳＤ映像信号である。
【００３０】
まず、ステップ４１で、第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る。この搬送色信号の振幅は図３の３１の長さに対応する。
【００３１】
次に、ステップ４２で、第１の映像信号から得た輝度信号とステップ４１で得られた搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する。ステップ４２で補正を行わないと判断した場合（Ｎｏの場合）は、ステップ４３で、補正せずに第１の映像信号からＮＴＳＣエンコーダを用いて第２の映像信号に変換する。ステップ４２で補正を行うと判断した場合（Ｙｅｓの場合）だけステップ４４に進む。
【００３２】
ステップ４２の判断としては、例えば、第１の映像信号から得た輝度信号からステップ４１で得られた搬送色信号の振幅を差し引いた差が、あらかじめ与えられた閾値を下回らない場合に補正せずに第１の映像信号からＮＴＳＣエンコーダにより第２の映像信号に変換し、あらかじめ与えられた閾値を下回る場合にだけステップ４４に進み補正を行う。図２に示すのはこの場合であり、ステップ４２の判断において、第１の映像信号がノンリニア編集機により編集されたＨＤのデジタルコンポーネント信号であり、第２の映像信号がＳＤのコンポジット信号であり、閾値は、信号レベルが−０．２（−２０ＩＲＥ）の閾値である。
【００３３】
ステップ４２で補正を行うと判断した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップ４４で、ステップ４１で得られた搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る。これは、図３の３１の長さから３２の長さを得ることに対応する。ステップ４４では、あらかじめ与えられた閾値に基づいて補正後の搬送色信号の振幅を決定する。図２に示す場合では、第１の映像信号から得た輝度信号から閾値（信号レベルが−０．２（−２０ＩＲＥ）の閾値）を差し引いた値を補正後の搬送色信号の振幅としている。
【００３４】
ステップ４５で、ステップ４４で得られた補正後の搬送色信号の振幅（図３の３２の長さ）と第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角（図３のθ）を用いて補正後の色差信号を得る。
ステップ４６で、補正後の色差信号を用いてＮＴＳＣエンコーダにより第２の映像信号を得る。
【００３５】
図４に示す実施形態では、ステップ４２で補正を行うかどうかを判断しているが、このようにせずに、色差信号のレベルにかかわらず補正が不要である輝度信号の範囲をあらかじめ決めておき、補正が不要である場合は、ステップ４３で補正せずに第１の映像信号から第２の映像信号に変換し、補正が不要の範囲でない場合だけ、ステップ４１〜４６を行うようにしてもよい。
【００３６】
また、ステップ４１、ステップ４４、ステップ４５で行う計算をあらかじめ行い、第１の映像信号から得た輝度信号と色差信号から補正後の色差信号を得るテーブルを格納しておき、このテーブルを参照して、第１の映像信号から得た輝度信号と色差信号から、補正後の色差信号を得て、ステップ４６に進むようにしてもよい。なお、あらかじめ行う計算は、ステップ４１、ステップ４４、ステップ４５で行う計算と等価な計算であってもよい。ここで等価な計算とは、例えば、ステップ４１、ステップ４４、ステップ４５で行う計算の計算式を変形して得た計算式を用いた計算のことである。なお、図４のステップ４２の判断でＮｏの場合については、補正後の色差信号の代わりに、第１の映像信号から得た色差信号をそのまま用いてテーブルを作成しておく。
【００３７】
また、このテーブルを使用する場合、補正が不要の輝度信号の範囲である場合は、補正せずに第１の映像信号から第２の映像信号に変換し、補正が不要の輝度信号の範囲でない場合に、テーブルを参照して、第１の映像信号から得た輝度信号と色差信号から、補正後の色差信号を得て、ステップ４６に進むようにしてもよい。この場合、補正が不要となる輝度信号の範囲である場合については、テーブルを作成しなくてもよい。
また、第１の映像信号から得られた輝度信号および色差信号、並びに補正後の色差信号がピクセル単位で処理されるようにしてもよい。
【００３８】
以上説明した実施形態の映像信号変換方法を実行する映像信号変換装置を図５に示す。５０は映像信号変換装置である。５１は第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段であり、５２は第１の映像信号から得た輝度信号と搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段であり、５３は搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段であり、５４は補正後の搬送色信号の振幅と第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段であり、５５は補正後の色差信号または補正されていない色差信号を用いて第２の映像信号を得る第４の手段である。ここで第４の手段５５は、具体的にはＮＴＳＣエンコーダであり、判断手段５２で補正を行うと判断した場合に第２の手段５３および第３の手段５４により補正された色差信号を用いて第２の映像信号を得るだけでなく、判断手段５２で補正を行わないと判断した場合は補正されていない色差信号を用いて第２の映像信号を得る。
【００３９】
映像信号変換装置５０の判断手段５２は、第１の映像信号から得た輝度信号から第１の手段５１の出力の搬送色信号を差し引き、該差し引いた結果をあらかじめ与えられた閾値と比較し、該差し引いた結果が前記閾値を下回らない場合は補正せず、該差し引いた結果が閾値を下回る場合は、補正するようにしてもよい。
【００４０】
また、第１の映像信号がＨＤ映像信号であり、第２の映像信号がＳＤ映像信号であってもよく、第２の手段５３は、第１の映像信号から得た輝度信号から閾値を差し引いた値を補正後の搬送色信号の振幅とするようにしてもよい。
【００４１】
また、前記ＨＤ映像信号がノンリニア編集機により編集されたデジタルコンポーネント信号であり、前記ＳＤ映像信号がコンポジット信号である場合、前記閾値は、信号レベルが−０．２の閾値とするのが好適である。
【００４２】
図６に本発明の実施形態の変形例である色差信号補正アダプタを示す。６０は映像信号の色差信号の補正を行う色差信号補正アダプタであり、６５はＮＴＳＣエンコーダである。色差信号補正アダプタ６０は図５の映像信号変換装置５０から４の手段（ＮＴＳＣエンコーダ）５５を独立させた装置である。色差信号補正アダプタ６０は、ＮＴＳＣエンコーダ６５による映像信号変換の前処理として、映像信号の補正を行う装置である。６１は、映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段であり、６２は映像信号から得た輝度信号と第１の手段５１で得た搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段であり、６３は搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段であり、６４は補正後の搬送色信号の振幅と前記映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段である。
【００４３】
色差信号補正アダプタ６０は、判断手段６２が補正を行わないと判断した場合は補正せずに映像信号から得た色差信号を出力し、判断手段６２が補正を行うと判断した場合だけ第２の手段６３および第３の手段６４により得られた補正後の色差信号を出力する。このとき、色差信号と共に前記映像信号から得た輝度信号を合わせて出力してもよい。
【００４４】
色差信号補正アダプタの出力はＮＴＳＣエンコーダ６５に入力され、ＮＴＳＣエンコーダ６５により第２の映像信号に変換される。
【００４５】
以上説明した映像信号変換装置や色差信号補正アダプタは、コンピュータとプログラムを用いて構成しても、電子回路等を用いて構成してもよい。また、一部をコンピュータとプログラムを用いて構成し、他の部分を電子回路等を用いて構成してもよい。
【００４６】
また、映像信号変換装置や色差信号補正アダプタは、専用の装置として構成してもよいが、ノンリニア編集機やその他の機器に内蔵させてもよい。
【実施例】
【００４７】
本実施形態の映像信号変換方法の実施例を以下に示す。本実施例では、ノンリニア編集機の出力のＨＤ−ＳＤＩ（High Definition - Serial Digital Interface）信号をＳＤ映像信号にダウンコンバートする。より具体的には、ノンリニア編集機内部で扱っているデジタルコンポーネント信号Ｙ／Ｃｂ／ＣｒをＮＴＳＣコンポジット信号に変換する。
【００４８】
デジタルコンポーネント信号Ｙ／Ｃｂ／Ｃｒの色差信号Ｃｂ、ＣｒからＮＴＳＣコンポジット信号を生成したとき、搬送色信号の振幅Ｉは
【００４９】
【数１】
【００５０】
と表される。この計算が図４のステップ４１に対応し、（式１）のＩが図３の３１の長さに対応する。（式１）の１行目は図２（Ｂ）に示すＣｒ、Ｃｂで表記した式であり、２行目は図３に示すＶ、Ｕで表記した式である。
ここで、輝度信号Ｙと搬送色信号Ｉを合成した結果が−２０ＩＲＥを下回るのは
【００５１】
【数２】
【００５２】
が成り立つ場合である。この計算に基づく判断が図４のステップ４２に対応する。（式２）が成り立たない場合（−２０ＩＲＥを下回らない場合）は補正せずに通常の方法で、デジタルコンポーネント信号からＮＴＳＣコンポジット信号に変換する。これが図４のステップ４３に対応する。（式２）が成り立つ場合（−２０ＩＲＥを下回る場合）は、以下に示すように補正を行う。
−２０ＩＲＥを下回ってしまうと、同期乱れを起こす可能性があるため、上記の式が成り立つ場合は信号レベルが−０．２を下回らないよう
【００５３】
【数３】
【００５４】
となるような補正後の搬送色信号の振幅Ｉ’を求め、搬送色信号のレベル補正を行う。（式３）のＩ’が図３の３２の長さに対応する。この計算が図４のステップ４４に対応する。
元の搬送色信号の位相角θは
【００５５】
【数４】
【００５６】
である。（式４）のθは図３のθである。（式４）の搬送色信号の位相角θと（式３）の補正後の搬送色信号Ｉ’から補正後の色差信号Ｃｒ’、Ｃｂ’を求めると、
【００５７】
【数５】
【００５８】
となる。これが図４のステップ４５に対応する。
最後に、（式５）で得られた補正後の色差信号Ｃｒ’、Ｃｂ’と輝度信号Ｙを用いてコンポジット信号を得る。これが図４のステップ４６に対応する。
【００５９】
すなわち、本実施例では、（式２）を満たす場合に、（式５）を得て、（式５）の補正後の色差信号Ｃｒ’、Ｃｂ’と輝度信号Ｙを用いてコンポジット信号を得る。このようにして得られたコンポジット信号は、図２（Ａ）の２２、図２（Ｂ）の２８に示すように、色信号が縮小され、−２０ＩＲＥ以内に抑えられる。
【００６０】
実装する場合には、上記の計算処理を毎回行うのではなく、３次元のテーブルを持ち、８ビット映像信号の輝度信号ｙ（１６≦ｙ≦２３５）、色差信号ｕ（１６≦ｕ≦２４０） 、ｖ（１６≦ｖ≦２４０）を ｙ、u’、v’に変換する処理をピクセル単位で行い、処理速度の向上を図っている。ここで、ｙ、ｕ、ｖは８ビットの整数値で表現した映像信号である。輝度信号ｙは（１６≦ｙ≦２３５）、色差信号ｕは（１６≦ｕ≦２４０）、ｖは（１６≦ｖ≦２４０）の範囲の値である。それらを後述の（式６）に当てはめて０≦Ｙ≦１、−１／２≦Ｕ，Ｖ≦１／２の実数値に変換している。したがって、大文字小文字いずれも映像信号のレベルであるが、表現する範囲が異なる。
【００６１】
３次元テーブルの作成方法を以下に示す。
輝度信号ｙ、色差信号ｕ、ｖにより、Ｙ、Ｕ、Ｖは以下の式で表すことができる。
【００６２】
【数６】
【００６３】
また、ＨＤ信号から生成したＮＴＳＣコンポジット信号のレベルが−２０ＩＲＥを下回らないためには、
【００６４】
【数７】
【００６５】
を満たす必要がある。
式６、式７より、
【００６６】
【数８】
【００６７】
が成り立つ。
ここで、ｒ２を以下のように仮定すると、
【００６８】
【数９】
【００６９】
ｒはｙの値から一意に決まるため、ｕ’およびｖ’は
【００７０】
【数１０】
【００７１】
で求めることができる。
（式９）、（式１０）を用いて、輝度信号ｙ、補正前の色差信号ｕ、ｖから補正後の色差信号ｕ’、ｖ’を得るための計算結果を記憶装置に保持しておく。３次元のテーブルとは図７のように、ｙ、ｕ、ｖの３つの値をインデックスとする表のことである。図７の例では８×８×８であるが、本実施例では１１２×２２４×２２４の大きさを持つ。このテーブルの各要素に補正後のｕ、ｖの値（ｕ’，ｖ’）を事前に計算して格納しておく。
【００７２】
実際の映像の色を補正するときは、この表をｙ、ｕ、ｖの値で参照すると、補正後のｕ’、ｖ’の値が得られるので、１ピクセルごとに計算を行なうことなく高速に結果を求めることができる。例えば、
ｙ＝１６，ｕ＝１６，ｖ＝１６のとき、ｕ’＝９６，ｖ’＝９６
ｙ＝５０，ｕ＝７０，ｖ＝６０のとき、ｕ’＝７６，ｖ’＝６７
が、３次元テーブルを参照することにより直ちに得られる。
【００７３】
さらに、より速度を向上させるため、信号レベルが−２０ＩＲＥを下回らない範囲をあらかじめ適用除外として上記の処理をバイパスしている。
適用除外となる範囲は、
【００７４】
【数１１】
【００７５】
が成り立つ場合であり、Ｉの最大値＝√（０．５２＋０．５２）であるから、
【００７６】
【数１２】
【００７７】
よって、輝度信号レベルが１２７を超える信号に対しては計算処理の適用を除外することができる。
また、（式６）では１６≦ｙ≦２３５と表しているが、本実施例では（式１２）の通り、ｙ＞１２７の範囲は適用外であるので、３次元テーブルを作成する段階で除外している。
【００７８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態、実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態、実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】ＨＤ信号をダウンコンバートしてＳＤ信号にする際の問題点を説明するための図である。
【図２】１００％ＣＢをダウンコンバートしたＮＴＳＣコンポジット信号の色差信号の振幅を規定レベルに維持する本発明の実施形態の映像信号変換方法を説明するための図である。
【図３】図２（Ｂ）の一部分だけ取り出して示した図である。
【図４】本発明の実施形態の映像信号変換方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の映像信号変換装置を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例である色差信号補正アダプタを示す図である。
【図７】３次元テーブルを説明するための図である。
【符号の説明】
【００８０】
１１…輝度信号、１２…色差信号、１３…水平同期信号、２１…−２０ＩＲＥを下回ってしまう部分、２２…縮小された色成分の振幅、２３…Ｃｂ軸、２４…Ｃｒ軸、２５…Ｙ軸、２６…輝度信号Ｙのレベルが高い部分、２７…補正前の搬送色信号の振幅、２８…補正後の搬送色信号の振幅、３３…Ｕ軸、３４…Ｖ軸、３７…補正前の搬送色信号の振幅、３８…補正後の搬送色信号の振幅、５０…映像信号変換装置、５１…第１の手段、５２…判断手段、５３…第２の手段、５４…第３の手段、５５…第４の手段、６０…色差信号補正アダプタ、６５…ＮＴＳＣエンコーダ、６１…第１の手段、６２…判断手段、６３…第２の手段、６４…第３の手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換方法であって、
前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１のステップと、
前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２のステップと、
前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３のステップと、
前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４のステップと、
を有することを特徴とする映像信号変換方法。
【請求項２】
前記第１のステップ後に、前記第１の映像信号から得た輝度信号と前記搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断し、補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、補正を行うと判断した場合だけ前記第２のステップに進むことを特徴とする請求項１に記載の映像信号変換方法。
【請求項３】
前記第２のステップにおいて、あらかじめ与えられた閾値に基づいて前記補正後の搬送色信号の振幅を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の映像信号変換方法。
【請求項４】
前記補正が不要の輝度信号の範囲をあらかじめ決めておき、
前記補正が不要の範囲である場合は、補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、
前記補正が不要の範囲でない場合だけ、前記第１ないし第４のステップを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号変換方法。
【請求項５】
前記第１の映像信号から得られた輝度信号および色差信号、並びに前記補正後の色差信号がピクセル単位で処理されることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の映像信号変換方法。
【請求項６】
第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換装置であって、
前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、
前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、
前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、
前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４の手段と、
を備えることを特徴とする映像信号変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の映像信号変換装置において、
前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記第１の手段の出力の搬送色信号を差し引き、該差し引いた結果をあらかじめ与えられた閾値と比較する比較手段をさらに備え、
該差し引いた結果が前記閾値を下回らない場合は、前記第１の映像信号の補正しない色差信号を用いて前記第４の手段により前記第２の映像信号を得、
該差し引いた結果が前記閾値を下回る場合は、前記第３の手段の出力の補正した色差信号を用いた前記第４の手段により前記第２の映像信号を得る、
ことを特徴とする映像信号変換装置。
【請求項８】
前記第１の映像信号がＨＤ映像信号であり、
前記第２の映像信号がＳＤ映像信号であり、
前記第２の手段は、前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記閾値を差し引いた値を前記補正後の搬送色信号の振幅とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の映像信号変換装置。
【請求項９】
前記ＨＤ映像信号は、ノンリニア編集機により編集されたデジタルコンポーネント信号であり、
前記ＳＤ映像信号は、コンポジット信号であり、
前記閾値は、信号レベルが−０．２の閾値である、
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号変換装置。
【請求項１０】
映像信号の色差信号の補正を行う色差信号補正アダプタであって、
前記映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、
前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、
前記補正後の搬送色信号の振幅と前記映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、
を備えることを特徴とする色差信号補正アダプタ。
【請求項１１】
前記第１の手段と前記第２の手段の間に介在し、前記映像信号から得た輝度信号と前記第１の手段で得た搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段をさらに備え、
前記判断手段が補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記映像信号から得た色差信号を出力し、
前記判断手段が補正を行うと判断した場合だけ前記第２の手段および前記第３の手段により得られた補正後の色差信号を出力する
ことを特徴とする請求項１０に記載の色差信号補正アダプタ。
【請求項１】
第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換方法であって、
前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１のステップと、
前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２のステップと、
前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３のステップと、
前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４のステップと、
を有することを特徴とする映像信号変換方法。
【請求項２】
前記第１のステップ後に、前記第１の映像信号から得た輝度信号と前記搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断し、補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、補正を行うと判断した場合だけ前記第２のステップに進むことを特徴とする請求項１に記載の映像信号変換方法。
【請求項３】
前記第２のステップにおいて、あらかじめ与えられた閾値に基づいて前記補正後の搬送色信号の振幅を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の映像信号変換方法。
【請求項４】
前記補正が不要の輝度信号の範囲をあらかじめ決めておき、
前記補正が不要の範囲である場合は、補正せずに前記第１の映像信号から前記第２の映像信号に変換し、
前記補正が不要の範囲でない場合だけ、前記第１ないし第４のステップを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号変換方法。
【請求項５】
前記第１の映像信号から得られた輝度信号および色差信号、並びに前記補正後の色差信号がピクセル単位で処理されることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の映像信号変換方法。
【請求項６】
第１の映像信号から第２の映像信号へ変換する映像信号変換装置であって、
前記第１の映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、
前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、
前記補正後の搬送色信号の振幅と前記第１の映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、
前記補正後の色差信号を用いて前記第２の映像信号を得る第４の手段と、
を備えることを特徴とする映像信号変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の映像信号変換装置において、
前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記第１の手段の出力の搬送色信号を差し引き、該差し引いた結果をあらかじめ与えられた閾値と比較する比較手段をさらに備え、
該差し引いた結果が前記閾値を下回らない場合は、前記第１の映像信号の補正しない色差信号を用いて前記第４の手段により前記第２の映像信号を得、
該差し引いた結果が前記閾値を下回る場合は、前記第３の手段の出力の補正した色差信号を用いた前記第４の手段により前記第２の映像信号を得る、
ことを特徴とする映像信号変換装置。
【請求項８】
前記第１の映像信号がＨＤ映像信号であり、
前記第２の映像信号がＳＤ映像信号であり、
前記第２の手段は、前記第１の映像信号から得た輝度信号から前記閾値を差し引いた値を前記補正後の搬送色信号の振幅とする、
ことを特徴とする請求項７に記載の映像信号変換装置。
【請求項９】
前記ＨＤ映像信号は、ノンリニア編集機により編集されたデジタルコンポーネント信号であり、
前記ＳＤ映像信号は、コンポジット信号であり、
前記閾値は、信号レベルが−０．２の閾値である、
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号変換装置。
【請求項１０】
映像信号の色差信号の補正を行う色差信号補正アダプタであって、
前記映像信号から得た色差信号から搬送色信号の振幅を得る第１の手段と、
前記搬送色信号の振幅を補正して補正後の搬送色信号の振幅を得る第２の手段と、
前記補正後の搬送色信号の振幅と前記映像信号から得た搬送色信号の位相角を用いて補正後の色差信号を得る第３の手段と、
を備えることを特徴とする色差信号補正アダプタ。
【請求項１１】
前記第１の手段と前記第２の手段の間に介在し、前記映像信号から得た輝度信号と前記第１の手段で得た搬送色信号の振幅とあらかじめ与えられた閾値から補正を行うかどうかを判断する判断手段をさらに備え、
前記判断手段が補正を行わないと判断した場合は補正せずに前記映像信号から得た色差信号を出力し、
前記判断手段が補正を行うと判断した場合だけ前記第２の手段および前記第３の手段により得られた補正後の色差信号を出力する
ことを特徴とする請求項１０に記載の色差信号補正アダプタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１２４６４６（Ｐ２００９−１２４６４６Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９９２３６（Ｐ２００７−２９９２３６）
【出願日】平成１９年１１月１９日（２００７．１１．１９）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５０６３８１１５３）さくら映機株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１９日（２００７．１１．１９）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５０６３８１１５３）さくら映機株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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